塑膠產品殘余應力的分析

1、因為外界的諸多因素，破壞了塑膠材料中分子鏈亂序及松弛的自然形式，使之處于一種非穩(wěn)定狀態(tài)而產生殘留應力具有殘留應力的產品在分子鏈松弛或者重結晶的過程中，就會有應力的釋放，并因而導致產品的翹曲變形及尺寸變化等問題，這也是產品因環(huán)境應力開裂的主要原因殘留應力的分類取向應力塑膠材料分子鏈在成型過程中由于受到高壓和高剪切力作用導致分子鏈發(fā)生劇烈變化，在分子未完全回復亂序及松弛的自然狀態(tài)前即遭凍結，從而導致殘留取向應力，尤以材料最為明顯，其它如、等也存在同樣問題這種狀況的出現(xiàn)與其分子鏈結構有密切的關系剪切取向應力代表塑料加工過程中由于剪切流動造成應力大小，它受塑膠流動速率與黏度的影響在充填結束瞬間，由于充

2、填體積變少，流量固定時射速增加，加上塑膠較冷，黏度較高，因此最后充填位置的剪切應力較高，塑料可能會產生裂解及較高的殘留應力產生位置：澆口位置因射速快或保壓時間長而容易產生擠壓取向應力；壁厚急劇變化處（特別是由厚到薄處）會因壁薄位置剪切力強而產生擠壓取向應力；料流充填不平衡處會因為過度充填而造成局部擠壓而產生擠壓取向應力溫度分布剪切力分布分子取向凝固層剪切應力產生示意圖收縮應力 分子鏈在從熔融到冷卻的過程中，因為產品壁厚或者冷卻水路的差別而導致冷卻溫度的不均勻，從而導致不同溫度部位的收縮不同，那在收縮率不同部位，界面之間會因為拉伸剪切而產生殘留應力產生位置：主要發(fā)生在壁厚不均之產品上壁厚變化劇烈

3、的位置，由于熱量散發(fā)不均勻，所以容易產生不同的收縮取向殘留應力的分類冷卻不均沿厚度方向收縮不均的結果由於模穴表面溫度不均溫度沿厚度方向變化模具的熱性質凝固與收縮張力凝固層自由收縮熔融塑膠熱量熱量冷卻初期冷卻后期約束收縮熱量引起殘余應力成型后拉伸壓縮收縮應力產生示意圖影響應力產生的主要因素產品結構：尖角的存在，容易導致在該位置應力集中的情況發(fā)生當受到外力沖擊或溶劑誘導作用時就會產生應力開裂壁厚分布不均勻，也會導致應力的產生在壁厚產生變化的區(qū)域，會因為厚度變化而產生剪切速度的變化，從而會導致應力的發(fā)生好壞壞好模具結構：澆口大小及位置的設置不合適也會導致料流填充不平衡，局部位置可能會過度充填，產生較

4、大擠壓剪切應力，造成類似保壓過大所造成的應力會發(fā)生過度充填處成型參數(shù)：射出速度：提高射出速度，可降低分子鏈取向程度，有利于降低殘留應力射出壓力：射出壓力過大，容易導致局部壓力過大而產生應力；但是射出壓力太低，則不能達到所設定的射出速度，還會因為料流冷卻而加大剪切，導致分子鏈取向應力增大，同樣會有較大殘留應力保壓壓力與時間：保壓過度和時間過長都會增大澆口處的分子取向而產生較大殘留應力。模具溫度：模具溫度太低，會導致應力不能及時釋放而殘留。熔融溫度：提高成型溫度，會降低塑膠材料的黏度而降低分子鏈的取向應力，從而降低殘留應力。以上成型條件在應力影響方面相互制約，所以成型時針對殘留應力的調整需要綜合各

5、方面的情況。應力的危害 開裂：因為應力的存在，在受到外界作用後（如移印時接觸到化學溶劑或者烤漆後端時高溫烘烤），會誘使應力釋放而在應力殘留位置開裂。開裂主要集中在澆口處或過度填充處。 翹曲及變形：因為殘留應力的存在，因此產品在室溫時會有較長時間的內應力釋放或者高溫時出現(xiàn)短時間內殘留應力釋放的過程，同時產品局部存在位置強度差，產品就會在應力殘留位置產生翹曲或者變形問題。 產品尺寸變化：因為應力的存在，在產品放置或後處理的過程中，如果環(huán)境 達到一定的溫度，產品就會因應力釋放而發(fā)生變化。應力的消除方法熱處理：升高溫度，使之達到可使塑件分子鏈活動的程度，讓被凍結的分子鏈經升溫後鬆弛產生亂序，從而達到消除殘留應力的目的。方式包括烘箱熱處理和遠紅外加熱處理烘箱熱處理 主要用於非結晶性材料，烘箱溫度達到或者接近其熱變形溫度即可，對於結晶性材料，烘箱溫度只要比其使用溫度高1020度即可，因為如果太高會導致後結晶的產生 ，使產品的尺寸產生變化。此方式的缺點是在於烘箱溫度如果不均勻，就會導致應力消除不均勻，從而導致翹曲的產生。遠紅外加熱的要點在於根據(jù)不同的材料選擇合適的加熱遠紅外線頻率，其優(yōu)點在於加熱非常均勻；缺點在於需要儀器及專業(yè)知識。模具設計及成型控制：在模具設計中，要注意避免尖角的存