塑胶内应力分析-0302

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1、塑料内应力分析AVCConfidential1A、塑料内应力产生的机理；B、塑料内应力产生的起因；C、影响塑料内应力产生的因素；D、塑料内应力降低与疏散方法；E、塑料内应力危害；F、塑料应力的检测方法;G、塑料制品内应力的消除方法。塑料内应力AVCConfidential塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而产生的一种内在应力。内应力的本质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象，这种不平衡构象在冷却固化时不能立刻恢复到与环境条件相适应的平衡构象，这种不均衡构象的实质为一种可逆的高弹形变，而冻结的高弹形变平时以位能情势储存在塑料制品中，在合适的条

2、件下，这种被迫的不稳定的构象将向自在的稳固的构象转化，位能改变为动能而开释。当大分子链间的作用力和相互缠结力蒙受不住这种动能时，内应力平衡即受到破坏，塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象。A、塑料内应力产生的机理AVCConfidential(1)取向内应力(2)体积温度内应力(3)结晶内应力(4)构型内应力(5)脱模内应力B、塑料内应力产生的起因AVCConfidential(1)取向内应力取向内应力是塑料熔体在流动充模和保压补料过程中，大分子链沿流动方向排列定向构象被冻结而产生的一种内应力。取向应力产生的详细过程为：近流道壁的熔体因冷却速度快而造成外层熔体粘度增高，从一而使熔

3、体在型腔核心层流速远高于表层流速，导致熔体内部层与层之间受到剪切应力作用，产生沿流动方向的取向。取向的大分子链解冻在塑料制品内也就象征着其中存在未松弛的可逆高弹形变，所以说取向应力就是大分子链从取向构象力求过渡到无取向构象的内力。用热处理的方式，可降低或排除塑料制品内的取向应力。塑料制品的取向内应力分布为从制品的表层到内层越来越小，并呈抛物线变化。(2)体积温度应力体积温度应力是制件冷却时不均匀收缩引起的。因内外收缩不均而产生的体积温度应力主要靠减少制件内外层冷却降温速率的差别来降低。这可以通过提高模具温度、降低加工温度来达到。加工结晶塑料制件时，常常因各部分结晶结构和结晶度不等而出

4、现结晶应力。模具温度是影响结晶过程的最主要的工艺因素，降低模具温度可以降低结晶应力。带金属嵌件的塑件成型时，嵌件周围的料层由于两种材料线膨胀系数不等而出现收缩应力，可通过预热嵌件降低应力。这两种内应力主要是由于收缩不均而产生的，也属于体积温度应力B、塑料内应力产生的起因AVCConfidential(1)分子链的刚性(2)分子链的极性(3)代替基团的位阻效应C、影响塑料内应力产生的因素AVCConfidential(1)分子链的刚性分子链刚性越大，熔体粘度越高，聚合物分子链运动性差，因而对于产生的可逆高弹形变恢复性差，易产生残余内应力口例如，一些分子链中含有苯环的聚合物，如PC、PP

5、O、PPS等，其相应制品的内应力偏大。(2)分子链的极性一分子链的极性越大，分子间相互吸引的作用力越大，从而使分子间互相挪动艰苦增大，恢复可逆弹性形变的程度减小，导致残余内应力大。例如，一些分子链中含有羰基、酯基、睛基等极性基团的塑料种类，其相应制品的内应力较大。(3)代替基团的位阻效应大分子侧基取代基团的体积越大，则妨害大分子链自由活动导致残余内应力加大。例如，聚苯乙烯取代基团的苯基体积较大，因而聚苯乙烯制品的内应力较大。几种常见聚合物的内应力大小次序如下:PPO>PSF>PC>ABS>PA6>PP>HDPEC、影响塑料内应力产生的因素AVCConfidential(1)原料配方设

6、计(2)成型加工前提的节制⑶塑料制品的设计⑷塑料模具的设计D、塑料内应力降低与疏散方法AVCConfidential(1)原料配方设计①选取分子量大、分子量分布窄的树脂聚合物分子量越大，大分子链间作用力和缠结程度增添，其制品抗应力开裂能力较强；聚合物分子量分布越宽，其中低分子量成分越大，轻易首先造成微观撕裂，造成应力集中，便制品开裂。②选取杂质含量低的树脂聚合物内的杂质等于应力的集中体，又会降低塑料的原有强度，应将杂质含量减少到最低程度。③共混改性易出现应力开裂的树脂与适宜的其它树脂共混，可降低内应力的存在程度。例如，在PC中混入适量PS，PS呈近似珠粒状分散于PC连续相中，可使内应

7、力沿球面分散缓解并禁止裂纹扩大，从而达到降低内应力的目的。再如，在PC中混入适量PE,PE球粒外沿可形成关闭的空化区，也可适当降低内应力。④加强改性用增强纤维进行增强改性，可以降低制品的内应力,伟哥价格，这是因为纤维缠结了良多大分子链，从而提高应力开裂能力。例如，30%GFPC的耐应力开裂能力比纯PC提高6倍之多。⑤成核改性在结晶性塑料中参加相宜的成核剂，可以在其制品中形成很多小的球晶，使内应力降低并得到分散。D、塑料内应力降低与疏散方法AVCConfid