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技术达人侃谈PC应力开裂问题
发布时间:2021.05.22
信息摘要:
聚碳酸酯(PC)是一种无色透明的工程塑料,具有较好的冲击强度,宽广的使用温度范围,良好的抗蠕变性、电绝缘性和尺寸稳定性;缺点是对缺口敏感、耐环境应力开裂性差,成型嵌件的制品较困难。本文,技术达人将诙谐风趣地侃谈PC开裂的问题,希望对您有所帮助:



聚碳酸酯(PC)是一种无色透明的工程塑料,具有较好的冲击强度,宽广的使用温度范围,良好的抗蠕变性、电绝缘性和尺寸稳定性;缺点是对缺口敏感、耐环境应力开裂性差,成型嵌件的制品较困难。本文,技术达人将诙谐风趣地侃谈PC开裂的问题,希望对您有所帮助:

 


158-侃谈PC应力开裂-配图



一、内应力是如何产生的? 

一般,我们在研究一个材料时,应该注意一个问题就是:材料的结构决定材料的性能,材料的性能反映材料的结构。


在成型聚碳酸酯PC时,分子链被迫取向,但是由于聚碳酸酯分子链上具有苯环,所以解取向比较困难,而在成型后,被取向的链有恢复自然状态的趋势,但是由于整个分子链已经被冻结和大分子链之间的相互左右,从而造成制品存在残留应力,而残余应力的存在,就造成产品可能出现应力开裂。注意,这里说的是可能,为什么是可能呢?这是因为聚碳酸酯内部还存在很多力,而其中比较重要的是:抗开裂力,这个力的大小取决分子链的长短,链间的缠结数目,分子链之间的作用力。


当抗开裂能力和内应力平衡时,产品不会出现开裂现象,而当抗开裂能力小于内应力时,就会出现:为什么我的产品成型时还好好的,而存放一段时间后就开裂了?难道是上天的魔法?其实不是魔法,而是内应力和抗开裂力作用的结果,好了,我们将这个简单话:分子链上苯环——成型取向——制品成型后出现内应力——当内应力和抗开裂能力平衡——好制品——当内应力大于抗开裂能力——产品开裂。

 


158-PC应力开裂-配图



二、从工艺上如何解决PC应力开裂?


出现这样的问题,大家都不愿意看见,我们不能一出问题就找供应商麻烦吧,而是找供应商共同解决问题。对,有这样的态度就好了,现在我们共同来探讨如何解决问题。我们先从工艺上去解决吧!


 “模具温度”从上面那些难懂的理论我们知道,内应力是因为成型时候分子链被冻结引起的。塑料成型,当然是用模具成型,我想你大概已经想到了,对,模具的温度对冻结和分子链的解取向有很大影响,很明显,模具温度越高,分子链肯定容易运动,就如同水分子在100度时会“飞”的道理(烧开水的气泡吗,经常做家务哦)。所以,提高模具温度,不仅对充模有利,并且可以调整制品冷却速度,使其变得更均匀,从而有利于聚碳酸酯中取向分子的松弛,也就是解取向。说了半天,到底模具的温度在多少合适呢?不要着急,模具温度假如能控制,在100—120度是成型聚碳酸酯的最佳温度了。


有朋友按我说的去做了,高兴地告诉我,你的确是专家,我的产品现在开裂的少多了,但是因为模具温度高了,我的产品容易变形,成型周期长了,生产率低了。你知道,时间就是生命,时间就是金钱,你赔我钱,很显然,这次咨询活动不成功,我马上回去看书,请教真正的专家,于是有了下面的建议:


“成型条件”在我们成型里面,专家都知道:成型温度、成型压力、成型速度、保压时间、保压压力。我们应该综合考虑这五个因素,来决定成型条件,我们知道,聚碳酸酯的加工温度是比较高的,成型压力是比较大的,成型速度是比较快的,该怎么办呢?想想上面的理论,对,我们把成型温度稍微提高一些,将成型压力减小一些,成型速度也减小一些,保压时间少一些,保压压力小一些,不要小看这些“一些”,假如能做到这几步,你的产品废品率就少很多了。


有朋友又说了,你这么多一些,头疼啊,还有什么办法,快全部告诉我,这个,这个,我只好说些莫名其妙的东西了,都是给你们逼迫的啊。


“退火处理”所谓退火处理是指将制品放到热介质中静置一定时间,退火温度一般比聚碳酸酯的热变形温度低10--20度,处理效果最好,假如温度太高,制品就容易出现翘曲、变形。如果温度太低,处理效果又达不到,退火时间一般是1--10小时了,时间长短,取决于制品的厚薄,退火后,慢冷到室温,要是太快,麻烦的内应力又产生了,所以内应力简直是无处不在啊!

 



三、从原料选择上解决PC开裂问题


朋友们又说了,这退火更麻烦,有没有更简单的办法?我一听就头大,更好的办法?更好的办法就是换料,你知道,我最不愿意换料的了,但是,有什么办法呢? 


首先,换分子量高的聚碳酸酯。高分子量的聚碳酸酯分子链长度更长,链间缠结数目更多,分子间的作用力更大,所以,抗开裂能力更强,所以,就能对抗残余内应力了吗?你看,地球人都知道了,用赵忠祥的话说:分子量还是“高”好。


其次,换成合金。最常见的是PC/PE合金,PC/ABS合金,还有一些,但是这个,这个,还是自己去琢磨吧! 以上是在论坛上看到的并稍加整理,把应力开裂的原因和大多数对策都分析出来了,诙谐中见真理!




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