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塑料內應力是指在塑料熔融加工過程中由于受到大分子鏈的取向和冷卻收縮等因素而響而產生的一種內在應力。內應力的實質為大分子鏈在熔融加工過程中形成的不平衡構象,這種不平衡構象在冷卻固化時不能立即恢復到與環(huán)境條件相適應的平衡構象,這種不平衡構象的實質為一種可逆的高彈形變,而凍結的高彈形變平時以位能形式貯存在塑料制品中,在適宜的條件下,這種被迫的不穩(wěn)定的構象將向自由的穩(wěn)定的構象轉化,位能轉變?yōu)閯幽芏尫拧.敶蠓肿渔滈g的作用力和相互纏結力承受不住這種動能時,內應力平衡即遭到破壞,塑料制品就會產生應力開裂及翹曲變形等現(xiàn)象。
幾乎所有塑料制品都會不同程度地存在內應力,尤其是塑料注射制品的內應力更為明顯。內應力的存在不僅使塑料制品在貯存和使用過程中出現(xiàn)翹曲變形和開裂,也影響塑料制品的力學性能、光學性能、電學性能及外觀質量。為此,必須找出內應力產生的原因及消除內應力的辦法,最大程度地降低塑料制品內部的應力,并使殘余內應力在塑料制品上盡可能均勻地分布,避免產生應力集中現(xiàn)象,從而改善塑料制品的力學1熱學等性能。
塑料內應力產生的原因
產生內應力的原因有很多,如塑料熔體在加工過程中受到較強的剪切作用,加工中存在的取向與結晶作用,熔體各部位冷卻速度極難做到均勻一致,熔體塑化不均勻,制品脫模困難等,都會引發(fā)內應力的產生。依引起內應力的原因不同,可將內應力分成如下幾類。
(1)取向內應力
取向內應力是塑料熔體在流動充模和保壓補料過程中,大分子鏈沿流動方向排列定向構象被凍結而產生的一種內應力。取向應力產生的具體過程為:*近流道壁的熔體因冷卻速度快而造成外層熔體粘度增高,從一而使熔體在型腔中心層流速遠高于表層流速,導致熔體內部層與層之間受到剪切應力作用,產生沿流動方向的取向。取向的大分子鏈凍結在塑料制品內也就意味著其中存在未松弛的可逆高彈形變,所以說取向應力就是大分子鏈從取向構象力圖過渡到無取向構象的內力。用熱處理的方法,可降低或消除塑料制品內的取向應力。
塑料制品的取向內應力分布為從制品的表層到內層越來越小,并呈拋物線變化。 |