分子链的极性。分子链的极性越大,分子间相互吸引的作用力越大,从而使分子间相互移动困难增大,恢复可逆弹性形变的程度减少,导致残余内应力大。
取代基团的位阻效应。大分子侧基取代基团的体积越大,则妨碍大分子链自由运动,导致残余内应力加大。
分子链的刚性。分子链刚性越大,熔体粘度越高,聚合物分子链活动性差,因而对于发生的可逆高弹形变恢复性差,易产生残余内应力。
塑料内应力的降低与分散
原料配方设计。聚合物分子量越大,大分子链间作用力和缠结程度增加,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,容易首先形成微观撕裂,造成应力集中,使制品开裂。
选取杂质含量低的树脂。聚合物内的杂质即是应力的集中体,又会降低塑料的原有强度,应将杂质含量减少到最低程度。
共混改性。易出现应力开裂的树脂与适宜的其他树脂共混,可降低内应力的存在程度。
增强改性。用增强纤维进行增强改性,可以降低制品的内应力,这是因为纤维缠结了很多大分子链,从而提高应力开裂能力。
成核改性。在结晶性塑料中加入适宜的成核剂,可以在其制品中形成许多小的球晶,使内应力降低并得到分散。
塑料制品的成型过程中,凡是能减少制品中聚合物分子取向的成型因素都能降低取向应力,凡是能使制品中聚合物均匀冷却的工艺条件都能降低冷却内应力,凡有助于塑料制品脱模的加工方法都有利于降低脱模内应力。
影响内应力的加工条件
注射压力。注塑压力高,熔体充模过程中所受剪切作用力大,产生取向应力的机会也较大。因此,为了降低取向应力和消除脱模应力,应适当降低注射压力。
料筒温度。较高的料筒温度有利于取向应力的降低,这是因为在较高的料筒温度,熔体塑化均匀,粘度下降,流动性增加,在熔体充满型腔过程中,分子取向作用小,因而取向应力较小。而在较低料筒温度下,熔体粘度较高,充模过程中分子取向较多,冷却定型后残余内应力则较大。但是,料筒温度太高也不好,太高容易造成冷却不充分,脱模时易造成变形,虽然取向应力减少,但冷却应力和脱模应力反而增大。
模具温度的高低对取向应力和冷却内应力的影响都很大。模温对塑料结晶影响很大,模温越高,越有利于晶粒堆砌紧密,晶体内部的缺陷减小或消除,从而减少内应力。
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