PC开裂知识

PC/ABS或PC内应力开裂测试 PC/ABS或PC内应力开裂测试方法 概述：PC，PC加纤，PC/ABS应用的领域非常广泛，比如LED大小框架，手机外科，电脑外壳，国网电表外壳，产品有可能有打螺丝或涂抹胶水，这样都可能诱发PC及PC合金材料内应力开裂，致使次品率很高。为此我们对PC应力开裂问从下面几点进行一个简单的阐述。(铨盛化工原创，转载请注明出处) 一．PC内应力开裂测试： 在室温下用冰醋酸或四氯化碳溶剂浸泡未经退火处理的带螺丝部件的注塑制品，从放入溶剂中到出现裂纹的时间，记为应力开裂时间。 内应力开裂测试方法举例： 醋酸浸泡法： 将做好带有螺丝槽或柱的PC制品完全浸泡于25OC的冰醋酸中３０S, 取出后晾干后检查表面， 仔细检查外观，如有细小致密的裂纹，说明此处有内应力存在，裂纹越多，内应力越大。 因为各种产品要求规格不一，具体浸泡时间长短、要求冰醋酸浓度大小、有细小裂纹可不可接受（该类产品算不算合格），还是要看客户对具体某产品要求而定。这里不作一概而论的应力开裂具体阐述。 二．内应力开裂原因分析： 前一篇我们简单介绍了内应力开裂测试的一些方法，现在我们分析一下应力开裂的各种原因，首先进行一下基本知识铺垫： １）PC 基本结构介绍： 聚碳酸酯PC是分子主链中含有[O-R-O-C=O]链节的热塑性树脂，按分子结构中酯基不同可分为脂肪族、脂环族、脂肪芳香族型，其中最具有价值是芳香族型聚碳酸酯PC，且以双酚A型聚碳酸酯PC为最重要。 ２）结构决定性质，性质决定外在现象 A. PC微观结构导致PC内应力开裂 PC材料容易内应力开裂是它本身分子结构决定，那就是聚碳酸酯分子结构中有苯环，所以取向比较困难，在成型后，被取向的链节有恢复自然状态的趋势，但是由于分子链节已被冻结和分子链之间作用力，从而可能造成制品存在应力，这就是大家常说的应力开裂现象，尤其是回收的PC，由于回收PC的相对分子质量下降，相对分子质量分布变宽，少量存在的水分、颜料、杂质、溶剂等极易引发开裂现象。(铨盛化工原创，转载请保留出处) B.应力分类 剪切应力：指塑料加工过程中由于剪切流动造成应力，它受塑料熔融态下流动速率与黏度的影响。 取向应力:塑料材料分子在成型过程中受到高压和高速剪切下，分子链节剧烈变化，在分子未完全恢复自然状态前就冻结了，这就形成了取向应力。 收缩应力：塑料分子从熔融到冷却过程中，因为产品厚薄不一，冷却水路的差异而导致冷却温度不均匀，从而导致不同部位的收缩率不同，在收缩率不同的部位，拉伸剪切而产生应力。 　 由以上基本知识的铺垫，接下来就可以说说PC应力开裂的微观世界 聚碳酸酯内部存在很多力，而其中比较重要是“抗开裂力”，这个力的大小决定于PC分子链的长短，链与链之间缠结数目，分子链与分子链之间的作用力，简单说的PC料子好一点，抗开裂能力就好一点。 当抗开裂力平衡于内应力时，产品不会出现开裂现象 当抗开裂力小于内应力时，就会出现开裂现象。 通过简单分析，了解了应力开裂原因，也就是我们找到了解决PC内应力开裂的。 内应力是什么意思？ 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影响而产生的一种内在应力。    内应力的实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即恢复到与环境条件相适应的平衡构象，这种不平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形式储存在塑料制品中，在适宜的条件下，这种被迫的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化，位能转变为动能而释放。当大分子链间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时，内应力平衡即遭到破坏，塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象。     几乎所有塑料制品都会不同程度地存在内应力，尤其是塑料注射制品的内应力更为明显。内应力的存在不仅使塑料制品在储存和使用过程中出现应力开裂和翘曲变形，也影响塑料制品的力学性能、光学性能、电学性能及外观质量等。     为此，必须找出内应力产生的原因及消除内应力的办法，最大程度地降低塑料制品内部的应力，并使残余内应力在塑料制品上尽可能均匀地分布，避免产生内应力集中现象，从而改善塑料制品的力学和热学等性能. 消除内应力开裂解决方案 分析完内应力开裂的原因后，那么要如何消除内应力开裂呢？下面就是我们需要讲到的。 １.前期材料的选择 我们在选择PC材料时，为了很好避免应力开裂现象以消除内应力，在选材时尽量采用高分子量的，高分子量的PC分子链节长度更长，链与链之间缠绕数目更多，分子之间作用力更大，抗应力开裂能力更强，一般情况下分子量大于３万，融指（MFR）小于15，可能更好。 ２.改性方式的选择 多半通过“合金式”　方法去改善内应力开裂问题，如做成PC+相容增韧剂，PC/ABS合金，PC/PBT,　PC/PET合金来消除开裂问题。 １）对于PC/ABS合金式改性方式，有时也会因为PC材料不是很好（多半回收料或水口料,含有杂料如PPO,PET等），也有可能加了阻燃剂，或其他填料，这些因素都会造成应力开裂现象的出现。 如下是摘录数据，当PC/ABS合金中加了阻燃剂后，对应力开裂时间的影响：    配方组成  项目 PC/abs增韧剂C(70/30/3)  PC/abs增韧剂C/阻燃剂A(70/30/3/15)   PC/abs增韧剂C/阻燃剂B(70/30/3/17)    PC/abs增韧剂C/阻燃剂C(70/30/3/16)  PC/abs增韧剂C/阻燃剂A/阻燃剂D(70/30/3/11/3)   耐应力开裂时间/min   35  14   16   18   12   阻燃等级  V-0   V-0   V-0   V-0   V-0  另一数据，该实验数据由深圳某塑胶科技有限公司提供，主要说明杂料对产品内应力开裂时间的影响。  PC/ABS(回收料，经过人工剔除杂料)  PC/ABS(未剔除杂料，含PPO,PET杂料)  添加抗应力开裂剂ESC-C3088(５%)  添加抗应力开裂剂ESC-C3088(５%)  加部分增韧剂A（３%）  加部分增韧剂A（３%）  冰醋酸浸泡１０分钟  冰醋酸浸泡２５秒  未有开裂现象  开裂 下一篇文章我们将从工艺角度讲后期制品成型时的注意要点来讲述如何消除内应力开裂，接下来将继续说明该抗应力开裂剂ESC-C3088在PC加玻纤，PC材料中的应用，制品在冰醋酸和四氯化碳中浸泡的具体实验数据。你也可以直接联系东莞市铨盛化工有限公司化工助剂销售部。 消除内应力开裂后期制品成型注意事项 前期材料的选择\改性方式的选择在解决消除内应力开裂上有着重要的意义，但后期制品成型时更需注意. 消除内应力开裂解决方案在后期制品成型时有两个注意要点：注塑机选择要点、成型条件。 １） 注塑机选择要点 模压：以成品投影压力０.４７－０.４８T/CM2, 机台大小：成品重量为注塑容量４　４０－６０%不佳。 螺杆：略 喷嘴：略 ２）成型条件 熔融温度：为塑料材料渐进熔融，可在进料区设定较低温度，前段较高温度。 模温：模具温度对冻结和分子链取向有很大影响。PC模温可控制在１００－１２０度， 高温可以提供较好的外表，应力残留较小，尤其薄制品容易填满，缺点是成型周期拖长。 螺杆回转速度：在４０－７０rpm较好，具体情况需要调整。 注塑压力：根据制品薄厚采取８５－１４０KG/CM2 背压：力求均匀进料，建议使用３－１４KG.CM2 注塑速度：注塑速度与浇口有很大关系。为防止波纹流痕现象，则应较慢射速。如果是厚制品，不避免气泡或凹槽了出现，速度稍微减少一些，成型速度稍微减少一点，保压时间稍微小一些。 我们做个小结，PC选材时尽量采用高分子量的，或做成“合金式”方法去改善应力开裂问题，如做成PC+相容增韧剂，PC/ABS合金，PC/PBT,　PC/PET合金添加抗应力开裂剂来消除开裂问题,并且在后期制成时注意注塑机选择和成型条件，通过以上方法还不能消除内应力开裂的产品，就建议你换其他料子. 能否通过改性的方法减少PC制品的应力开裂现象 问：生产PC制品时，容易出现应力开裂现象，能否通过改性的方法减少PC制品的应力开裂现象的出现?改性原理是什么? 答：可以通过改性的方法来减少PC制品的应力开裂现象，如添加PC抗应力开裂剂就可以达到这个效果。     在成型PC时，分子链被迫取向，但是由于PC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问的相互作用，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。抗应力开裂剂ESC-C3088的作用是：在成型PC或PC／ABS合金时，快速恢复被迫取向分子链回复自然状态，消除残留应力，防止应力开裂现象的发生。     抗应力开裂剂的具体要求是：与PC、PC／ABS等树脂的相容性非常好；对PC、PC／ABS抗冰醋酸、四氯化碳溶剂效果十分明显；对PC、PC／ABS等树脂的增韧耐寒效果十分明显。应用效果比较好的抗应力开裂剂有锦湖日丽的ERM 系列，其中ERMA是一类含不同官能团的弹性体，添加1％～8％与PC共混，可以提高PC冲击强度、拉伸断裂伸长率，改善缺口敏感性；ERMB是将弹性体预分散的超韧PC合金，添加10％～ 25％的ERMB，可以减少注射成型过程中产生的应力，并提高耐化学品性、韧性，大大改善开裂现象。 PC注塑工艺要点 PC注塑工艺要点 1.PC水极其敏感, 所以注塑前必须充分干燥,使其含水量降低到0.02%以下.PC一般干燥条件:100~120℃,时间至少4小时以。 2.PC对温度也很敏感,熔体粘度随温度升高而明显下降, 料筒温度:250~320℃.(最好不要超过350℃),适当提高温度料筒温度对PC塑化有好处. 3.模温控制:85~120℃,模温高以减少模温及PC料温的差异，可以降低制件的内应力. 4.流动性差,需用高压注射,但需顾及胶件残留大的内应力（可能导致开裂）,注射速度:壁厚取中速,壁薄取高速. 5.必要时内应力退火,烘炉温度125~135℃,时间2小时,自然冷却到常温. 6.PC注塑，模具要求较高:    1)设计尽可能粗而短,弯曲位少的流道,用圆形截面分流道及流道研磨抛光等为使降低熔料的流动阻力.    2)注射浇口可采用任何形式的浇口,但入水位直径不小于1.5mm. 7.  PC注塑后处理:     用PE料过机