聚碳酸酯产品的应力开裂和解决方法

优胜设计史勇老师

在研究一个材料时，应该注意一个问题就是：材料的结构决定材料的性能，材料的性能反映材料的结构。在成型聚碳酸酯时，分子链被迫取向，但是由于聚碳酸酯分子链上具有苯环，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间的相互左右，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，注意，这里说的是可能，为什么是可能呢？这是因为聚碳酸酯内部还存在很多力，而其中比较重要的是：抗开裂力，这个力的大小取决分子链的长短，链间的缠结数目，分子敛之间的作用力。当抗开裂能力和内应力平衡时，产品不会出现开裂现象，而当抗开裂能力小于内应力时，就会出现：为什么产品成型时还好好的，而存放一段时间后就开裂了？难道是上天的魔法？其实不是魔法，而是内应力和抗开裂力作用的结果，好了，将这个简单话：分子链上苯环——成型取向——制品成型后出现内应力——当内应力和抗开裂能力平衡——好制品——当内应力大于抗开裂能力——产品开裂。出现这样的问题，大家都不愿意看见，不能一出问题就找供应商麻烦吧，而是找供应商共同解决问题，对，有这样的态度就好了，现在共同来探讨如何解决问题，先从工艺上去解决：看看模具温度。从上面那些难懂的理论知道，内应力是因为成型时候分子链被冻结引起的，成型吗，当然是用模具成型的，大概已经想到了，对，模具的温度对冻结和分子链的解取向有很大影响，很明显的吗，模具温度越高，分子链肯定容易运动吗，就如同水分子在100度时会“飞”的道理，所以，提高模具温度，不仅对冲模有利，并且课题调整制品冷却速度，使其变得更均匀，从而有利于聚碳酸酯中取向分子的松弛，也就是解取向。说了半天，到底模具的温度在多少合适呢？不要着急，模具温度假如能控制，在100—120度是成型聚碳酸酯的最佳温度了。朋友按我说的去做了，高兴的告诉我，你的确是专家，我的产品现在开裂的少多了，但是因为模具温度高了，我的产品容易变形，成型周期长了，生产率低了。你知道，时间就是生命，时间就是金钱，你赔我钱，很显然，这次咨询活动不成功，我马上回去看书，请教真正的专家，于是有了下面的建议。其次，成型条件。在我们成型里面，专家都知道：成型温度，成型压力，成型速度，保压时间，保压压力。我们应该综合考虑这五个因素，来决定成型条件，我们知道，聚碳酸酯的加工温度是比较高的，成型压力是比较大的，成型速度是比较快的，该怎么办呢？想想上面的理论，对，我们把成型温度稍微提高一些，将成型压力减小一些，成型速度也减小一些，保压时间少一些，保压压力小一些，不要小看这些“一些”，假如能做到这几步，你的产品废品率就少很多了。有朋友又说了，你这么多一些，头疼啊，还有什么办法，快全部告诉我，这个，这个，我只好说些莫名其妙的东西了，都是给你们逼迫的啊。再次，退火处理。所谓退火处理是指将制品放到热介质中静置一定时间，退火温度一般比聚碳酸酯的热变形温度低10—20度，处理效果最好，假如温度太高，制品就容易出现翘曲，变形。如果温度太低，处理效果又达不到啊，退火时间吗，一般是1—10小时了，时间长短，取决于制品的厚薄，退火后，慢冷到室温，要是太快，麻烦的内应力又产生了，所以内应力简直是无处不在啊。朋友们有说了，这退火更麻烦，有没有更简单的办法？我一听就头大，更好的办法？更好的办法就是换料，你知道，我最不愿意换料的了，但是，有什么办法呢？ 首先，换分子量高的聚碳酸酯。高分子量的聚碳酸酯分子链长度更长，链间缠结数目更多，分子间的作用力更大，所以，抗开裂能力更强，所以，就能对抗残余内应力了吗，你看，地球人都知道了，用赵忠祥的话说：分子量还是“高”好。其次，换成合金。最常见的是PC/PE合金，PC/ABS合金