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PC/ABS熔接線的形成機理

作者:admin    添加時間:2014-07-04 09:13:16    瀏覽量:10962

PC/ABS合金兼具PC的剛強和ABS的強韌,使其成為應用最為廣泛的工程塑料之一?,F如今,注塑成型因簡便高效成為PC/ABS最主要的加工方法,然而,當制件尺寸較大或是形狀結構復雜時,熔接線成為影響產品外觀和性能的一大“禍首”。

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在注塑過程中,模腔內若有兩股或多股料流面對面相遇,不再產生新的流動,則形成的熔接線稱為冷熔接線(cold weld);若聚合物熔體遇到障礙物后分成兩股或多股料流而后又重新匯合并繼續流動,此時則形成所謂的熱熔接線(hot weld)。無論是哪種熔接線,熔體的不良熔合均會對產品的外觀和性能帶來隱患,常見問題包括熔接線位置的顏色變化,制品表面的不平整,熔接位置強度不足,甚至潛在的后加工問題。

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表觀的熔接線現象其實是熔體流動過程中分子鏈在微觀上的取向以及在熔接線位置分子間相互擴散不良造成的,圖1為熔接線區域的SEM照片。

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圖1 熔接線形貌的SEM照片

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而對于多組分材料,如PC/ABS,橡膠分散相在熔接線位置的分散狀態也是影響熔接線性能的一個重要因素。從圖2的SEM照片可清楚看到熔接線及其兩側區域特殊的結構形貌。

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圖2 PC/ABS熔接線兩側區域的SEM照片

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進一步通過TEM對比PC/ABS熔接線及非熔接線處的相態結構,如圖3所示,表明了這種特殊形貌是由PB橡膠粒子團聚繼而受剪切形變形成的。

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PC/ABS澆口附近的TEM照片 PC/ABS熔接線區域TEM照片
圖3 (左)PC/ABS澆口附近的TEM照片 (右)PC/ABS熔接線區域TEM照片

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結合熔接線的形成過程,不難解釋該位置特殊相結構的成因。這是因為在注塑成型中,料流前鋒包裹著一層溫度較低、張力大的冷凝層,阻止熔接位置分子鏈間的擴散。而熔接線兩側則因相對流動形成應力場,導致橡膠粒子的團聚和橡膠相的剪切伸長。但在熔接線上則通常呈現出較為平整的結構,一方面是因為PC松弛時間短而在此纏結,一方面是熔接線上的流動剪切應力小。

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熔接線拉伸和沖擊強度是表征熔合好壞的量化手段。前面講到PC/ABS合金中橡膠相在熔接線兩側易于團聚和取向,在垂直熔接線方向的作用力下該位置就成為了最薄弱的區域,微裂紋產生于表面的V型溝痕并沿著取向區擴展,而非熔接線處。圖4是熔接線拉伸斷裂后的SEM照片。

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圖4 熔接線拉伸強度測試后斷裂位置的SEM照片

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由此我們不難發現,PC/ABS熔接線的力學強度并不是由熔接線處的相形態控制的,而是由熔接線兩側區域的相形態決定的。

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那么,如何改善熔接線兩側區域橡膠相的相態呢?讓我們一起期待下一期的精彩探討。

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