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淺析PC/ABS環境應力開裂問題

作者:admin    添加時間:2014-07-18 04:32:37    瀏覽量:12119

前期小編與大家分享了一篇PC/ABS產品噴漆開裂的文章,本期再與大家聊一聊PC/ABS產品環境應力開裂的問題。噴漆開裂和環境應力開裂兩者不同,噴漆開裂的應力來源主要是注塑殘余應力,對象特指噴漆件;而環境應力開裂的應力來源分為機械應力(后文中會詳細介紹)和殘余應力兩種,一般為不噴漆件。相較于ABS材料來說,PC/ABS產品發生環境應力開裂Environment Stress Crack,以下簡稱ESC)的可能性更高一些。

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PC/ABS環境應力開裂問題

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想要改善其ESC開裂問題,首先要了解ESC是如何產生的。

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ESC產生的原理

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ESC是指塑料制件,在有應力存在條件下受化學試劑作用發生的分子鏈斷裂現象,最終導致制件的開裂失效。這是一種溶劑誘導型的破壞,是化學試劑和應力協同作用的結果。最新研究表明,塑料零部件使用過程中的破損問題,其中約25%屬于ESC問題。

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由定義可知,ESC有兩個重要因素:持續的應力+化學試劑誘導

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應力分為兩種,機械應力和殘余應力;機械應力是指在使用過程中,產品一直處于機械應力的作用下。比如螺絲對螺孔部位的擠壓應力、工作中結構件的受力等,都屬于機械應力的范疇;殘余應力是指由于注塑工藝/產品結構/模具結構等原因所造成的應力殘留?;瘜W試劑不會直接引起化學作用或分子降解,實際上,是化學試劑滲透到分子結構并損害了聚合物鏈的內分子力,從而加快分子斷裂。

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ESC過程包含了流體吸收(制件使用過程中接觸到的揮發性溶劑,甚至是空氣)、細紋出現、裂紋擴展和最終破壞四個環節。

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同時ESC破損有以下兩個典型的特征:

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1.脆性斷裂:ESC損壞是由脆性斷裂造成,作為ESC損壞最初開裂點,總發生在表面。他們往往是高應力區域所在,如微觀缺損點或應力集中點。此初始開裂點一般總是直接與氣態或液態活性化學試劑接觸。

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2.多重開裂:起初多個單點開裂,隨后連接成一個統一斷裂,眾多的原始開裂和隨后聯合是ESC破損機理的寫照。

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PC/ABS材料ECS開裂問題改善方向

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了解ESC產生的原理之后,如何改善PC/ABS的ESC開裂問題呢?

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制件的使用環境(包含環境中可能接觸的溶劑、結構件需要承受的力等)無法改變,因此改善方向可以分以下四方面進行:

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1.材料耐化學性改善:提高PC/ABS材料的耐化學性,比如選用丙烯腈含量較高的ABS和耐化學性改良的PC原料作為改性基材等;

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2.制件產品設計改善:避免因不良產品結構設計不良而導致的應力問題;

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3.注塑殘余應力改善:選用流動性更高的PC/ABS材料,以及注塑工藝向低殘余應力方向調整;

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4.機械應力改善:對于有螺絲柱進行裝配的制件,需要更好的考量螺絲與螺孔的配合問題,設計上在保證鉚合強度的基礎上,盡量的降低螺柱周邊的應力。

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