如何解決PPO塑料產(chǎn)品開裂問題？

塑性內(nèi)應(yīng)力是指由大分子鏈的取向和塑性熔融過程中的冷卻收縮等因素產(chǎn)生的一種內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的本質(zhì)是在高分子鏈的熔融加工過程中形成的不平衡構(gòu)象。這種不平衡的構(gòu)型在冷卻和固化時不能立即恢復(fù)到與環(huán)境條件相容的平衡構(gòu)型。這種不平衡構(gòu)造的本質(zhì)是一個可逆的高彈性變形，而凍結(jié)的高彈性變形以勢能的形式存儲在塑料產(chǎn)品中。在合適的條件下，這種強制的不穩(wěn)定構(gòu)象將轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂珊头€(wěn)定的構(gòu)象。變化被釋放以產(chǎn)生動能。當(dāng)大分子鏈之間的力和纏結(jié)不能承受該動能時，內(nèi)部應(yīng)力平衡將被破壞，塑料產(chǎn)品將產(chǎn)生應(yīng)力開裂和翹曲變形。
    塑性內(nèi)應(yīng)力的原因
    （1）定向內(nèi)應(yīng)力
    取向內(nèi)應(yīng)力是在流動填充和保壓填充過程中，大分子鏈在塑料熔體的取向構(gòu)象中凍結(jié)而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。定向應(yīng)力產(chǎn)生的詳細過程是：由于快速的冷卻速度，流道壁附近的熔體增加了外部熔體的粘度，因此，熔體在型腔芯層中的流速遠高于流速。在表面層的表面上產(chǎn)生剪切應(yīng)力，在層之間施加剪切應(yīng)力以產(chǎn)生沿流動方向的取向。塑料產(chǎn)品中定向高分子鏈的解凍也象征著存在無松弛的可逆高彈性變形。因此，取向應(yīng)力是大分子鏈從取向構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)榉侨∠驑?gòu)象的內(nèi)力。通過熱處理，可以減少或消除塑料產(chǎn)品中的取向應(yīng)力。
    塑料產(chǎn)品的定向內(nèi)部應(yīng)力分布從產(chǎn)品的表層到內(nèi)層變得越來越小，并且呈拋物線形變化。
    （2）冷卻內(nèi)應(yīng)力
    內(nèi)部冷卻應(yīng)力為一種由于冷卻過程中收縮不均勻和施工過程中成型而引起的內(nèi)部應(yīng)力。特別是對于厚壁塑料產(chǎn)品，塑料產(chǎn)品的外層首先會冷卻，固化和收縮。內(nèi)層仍可以是熱熔體。這將限制表面層的收縮，導(dǎo)致芯層處于壓應(yīng)力狀態(tài)，而表面層處于壓應(yīng)力狀態(tài)。拉應(yīng)力狀態(tài)。
    塑料制品的內(nèi)部冷卻應(yīng)力從制品的表層到內(nèi)層的分布越來越大，并且還表現(xiàn)出拋物線變化。
    此外，由于金屬和塑料之間的熱膨脹系數(shù)差異很大，帶有金屬嵌件的塑料產(chǎn)品容易形成收縮不均的內(nèi)應(yīng)力。
    除了上述兩個重要的內(nèi)部應(yīng)力外，還存在以下內(nèi)部應(yīng)力：對于結(jié)晶塑料產(chǎn)品，當(dāng)產(chǎn)品各部分的晶體結(jié)構(gòu)不同于結(jié)晶度時，也會產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。另外，存在結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力和脫模內(nèi)應(yīng)力，但是內(nèi)應(yīng)力只占很小的比例。
    影響塑性內(nèi)應(yīng)力的因素
    （1）分子鏈的剛性
    分子鏈的剛性越大，熔體粘度越高，聚合物分子鏈的流動性越差。因此，它從可逆的高彈性變形中恢復(fù)差，并且易于殘留內(nèi)應(yīng)力。例如，某些在分子鏈上帶有苯環(huán)的聚合物，如PC，PPO，PPS等，相應(yīng)產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力太大。
    （2）分子鏈的極性
    分子鏈的極性越大，分子之間相互吸引的力就越大，這增加了分子之間相互運動的難度，并降低了可逆彈性變形的恢復(fù)程度，從而導(dǎo)致更大的殘余內(nèi)應(yīng)力。例如，某些在分子鏈中包含極性基團（例如羰基，酯基和腈基）的塑料類型具有相對較高的內(nèi)應(yīng)力。
    （3）取代基的空間位阻效應(yīng)
    大分子側(cè)基的取代基的體積越大，則殘余內(nèi)應(yīng)力由于活動而增加。例如，聚苯乙烯取代基的苯基的體積較大，因此聚苯乙烯產(chǎn)物的內(nèi)應(yīng)力較大。幾種常見聚合物的內(nèi)部應(yīng)力順序如下：
    PPO> PSF> PC> ABS> PA6> PP> HDPE
    如何減少和分散塑料的內(nèi)應(yīng)力
    （1）原料配方設(shè)計
    ①選擇分子量大，分子量分布窄的樹脂
    聚合物的分子量越大，大分子鏈之間的作用力和纏結(jié)程度越大，產(chǎn)物對應(yīng)力開裂的抵抗力越強；聚合物的分子量分布越寬，低分子量組分越大，這很容易首先引起微觀撕裂，導(dǎo)致應(yīng)力集中，產(chǎn)品會破裂。
    ②選擇雜質(zhì)含量低的樹脂
    聚合物中的雜質(zhì)等于應(yīng)力集中，這將降低塑料的原始強度。雜質(zhì)含量應(yīng)降至最低。
    ③混合修改
    容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂的樹脂與其他合適的樹脂共混可以降低內(nèi)部應(yīng)力的程度。
    例如，在PC中混合適量的PS，然后以近似的珠粒形式將PS分散在PC的連續(xù)相中，可以緩解沿球面的內(nèi)應(yīng)力并防止裂紋擴展，從而達到減少內(nèi)部應(yīng)力的目的。強調(diào)。又例如，將適量的PE混合到PC中，PE粒料的外邊緣可以形成封閉的空化區(qū)域，并且還可以適當(dāng)?shù)販p小內(nèi)部應(yīng)力。
    ④加強改裝
    用增強纖維進行增強和改性可以降低產(chǎn)品的內(nèi)部應(yīng)力。這是因為纖維纏結(jié)了許多大分子鏈，從而提高了抗應(yīng)力開裂性。例如，30％GFPC的抗應(yīng)力開裂性是純PC的6倍。
    ⑤成核改性
    參與結(jié)晶塑料的適當(dāng)成核劑，可在其產(chǎn)品中形成許多小球晶，減少內(nèi)部應(yīng)力并分散。
    （2）成型加工場所的溫度限制
    在塑料制品的模制過程中，任何可以降低產(chǎn)品中聚合物分子取向的模制因子都可以降低取向應(yīng)力。但是任何能夠均勻冷卻產(chǎn)品中聚合物的工藝條件都可以降低內(nèi)部冷卻應(yīng)力；塑料制品的脫模加工方法有利于降低脫模的內(nèi)應(yīng)力。

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