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HDPE洗衣液瓶内应力的控制

时间:2017-10-17 作者:91再生 来源:91再生网

 

HDPE洗衣液瓶


  在注塑加工过程中,HDPE洗衣液瓶存在着一个内在的质量问题-------内应力。内应力的来源与所使用的HDPE原料种类、注塑机的类型与塑化系统的结构、模具的结构及精度、HDPE洗衣液瓶的结构、注塑成型的工艺参数的设定及控制、生产环境及操作者的状态等有关。其中任何一项出现问题,都将影响到HDPE洗衣液瓶的质量。
 
  而且,由于HDPE洗衣液瓶的表面质量是内在质量的反映,所以,凡是能引起HDPE洗衣液瓶内在质量的因素,都能同时引起HDPE洗衣液瓶的表面质量及其他质量问题,如引起HDPE洗衣液瓶的开裂、银纹、翘曲、变形、力学强度降低,甚至失去使用价值等问题。
 
  由于注塑过程中,除了引起HDPE洗衣液瓶翘曲变形的内应力可以直观感觉到外,其它质量问题不但用肉眼看不到,而且在短时间内也没有表露出来。所以注塑加工现场的工程人员对于这个问题一般不很重视,但是却可能存在着很大的质量隐患。所以,本文针对内应力这个内在的质量问题展开分析,并提出控制的一些方法,希望对现场控制产品质量的工程人员有所帮助和启示。
 
  内应力的控制
 
  当HDPE洗衣液瓶内的残余应力太高或应力分布不均时,HDPE制品表面就会产生变形、泛白、裂纹及破裂等现象。
 
  一般情况下,浇口附近最容易发生由残余应力引起的裂纹及破裂,因为浇口处的成型压力相对其他部位要高一些,尤其是主流道为直接浇口时更是如此。当HDPE制品的壁厚不均匀,熔料的冷却速度不一致时,由于厚薄部位的收缩量不同,也产生残余应力。
 
  在速冷条件下,取向的分子链不能很快松驰会导致聚合物内应力的形成,等等。由此,可以通过减少HDPE洗衣液瓶残余应力来防止或减小HDPE洗衣液瓶产生以上缺陷。减少残余应力的主要方法是改进浇注系统的结构形式和调整好HDPE制品的成型条件。
 
  1、减小取向应力的影响
 
  a、提高熔体温度,使剪切应力降低,分子取向度减小;另一方面会使应力松驰加快,促使解取向能力加强。但有的材料成形温度范围窄,提高料温时可能出现分解,从而影响HDPE洗衣液瓶的抗衡力,会使HDPE洗衣液瓶开裂。
 
  b、尽量减小保压压力。
 
  c、减小注射压力或保压压力,会使取向应力减小。因担心HDPE洗衣液瓶出现收缩凹陷或试图取得更好表面光泽而将注射压力、速度等调得过大,会造成HDPE洗衣液瓶内部产生大的应变。结果,有些HDPE洗衣液瓶很快就开裂了,有些HDPE洗衣液瓶在存放一段时间后慢慢出现微裂或裂纹。当中心浇口出现以浇口为中心的放射状开裂时,应考虑调节浇口尺寸,使型腔内的压力减少,减小取向应力。有可能时,重新安排浇口的位置和形式,也可以增设必要的辅助浇口。
 
  d、提高模具温度,使解取向作用加强。虽然高的模温可减少聚合物的分子取向,但是,却使结晶性HDPE结晶度提高,或因模温过高使HDPE难以固化而造成脱模困难,所以要注意。相反,如果模温太低,HDPE过早冷却,熔接缝有可能产生,HDPE洗衣液瓶容易开裂。
 
  e、有可能的话增加HDPE洗衣液瓶壁厚,使取向应力降低。
 
  2、减小温度应力的影响
 
  如果在浇口封闭前维持模腔压力,有利于提高HDPE洗衣液瓶密度,消除冷却温度应力,但是在浇口附近会产生较大的应力集中。设法降低浇口处温度,延长缓冷时间,有利于改善HDPE洗衣液瓶的应力不均,使HDPE洗衣液瓶的机械性能均一。
 
  熔体温度的提高,不论对结晶型聚合物还是非结晶型聚合物都会导致拉伸强度的降低。对非结晶型聚合物,拉伸强度会因浇口的位置而异。当浇口与充模方向一致时,拉伸强度随熔体温度提高而降低;当浇口与充模方向垂直时,拉伸强度随熔体温度的提高而增加。
 
  3、减小收缩应力的影响
 
  HDPE洗衣液瓶如果在模内散热不好,冷热不均(尤其对大HDPE洗衣液瓶而言),可能会使HDPE洗衣液瓶出现收缩差异,产生较大的内应力,而使HDPE洗衣液瓶开裂。因此,模具的冷却水道的布置应尽量平衡。
 
  HDPE洗衣液瓶设计上,避免厚度相差很大的部位。因厚度相差很大的部位必然是冷却速度不一,冷却过程的收缩和结晶情形的不同,力学状态也不同。
 
  4、减小脱模应力的影响
 
  a、调整顶出装置,如顶板、顶杆等,使之平衡动作,避免作用力先后不一或倾斜歪曲顶出。
 
  b、型腔、型芯要有适当的脱模斜度。当斜度不够时,脱模困难,HDPE洗衣液瓶受的机械应力过大而开裂。
 
  c、型腔脱模面要有足够的光洁度,甚至连抛光方向也应尽量与料流方向一致。型芯部分的加强筋、柱子等应有足够的光洁度,使脱模顺畅。
 
  d、采用小浇口,保压时间短,内应力小;用大流道,则注射压力低,注射时间短,内应力小;浇口设计在HDPE洗衣液瓶的厚壁处,则注射压力和保压压力低,内应力小。
 
  e、调节好开模速度,避免高速拨模。
 
  f、调节好模板的平行度及平稳性。
 
  g、在模面上施加适当的脱模剂,使脱模顺畅。
 
  h、HDPE洗衣液瓶在模内冷却时间太短,未充分硬化即开模顶出,可能在顶杆周围开裂。但冷却时间过长,HDPE洗衣液瓶包贴在模芯上,顶出时由于脱模光洁度不够或斜度不够而发生顶白现象。
 
  i、深腔HDPE洗衣液瓶应设置适当的进气孔道,以免脱模时产生过大的负压,影响HDPE洗衣液瓶与模具的分离。必要时,通过进气孔道向模具和HDPE洗衣液瓶之间吹入压缩空气有助于脱模。
 
  5、HDPE洗衣液瓶设计上应注意问题
 
  避免出现应力开裂的尖角、缺口或厚度相差很大的部位。尖角和缺口是内应力集中的地方,而厚度相差很大的部位必然是冷却速度不一,冷却过程的收缩和结晶也不同。总之,HDPE洗衣液瓶形状越复杂,尺寸愈大,愈容易开裂。
 
  当HDPE洗衣液瓶中带有金属嵌件时,嵌件最好是铜或铝,而且加工前应先预热嵌件。由于金属和HDPE的收缩率不一致,HDPE的收缩率较大,而金属的收缩率相对较小,通过预热方法减小收缩差异。对于聚苯乙烯,一般不宜设置金属嵌件。
 
  HDPE洗衣液瓶设计上应注意平滑、缓过渡和匀称。在HDPE洗衣液瓶造型上,应尽量采用曲面、双曲面,既美观又可减小变形。
 
  6、材料方面的控制
 
  某些刚性大的HDPE(如PC、PSHDPE),本身不适合作脱模有困难的HDPE洗衣液瓶,而且容易出现应力开裂,所以应注意。一般非结晶型树脂比结晶型树脂容易产生残余应力而引起裂纹,也应注意。
 
  HDPE再生次数太多或再生料含量太高,或料在料筒内加热时间太长,都会促使HDPE洗衣液瓶脆裂。HDPE分子量每成形一次,当降到某一数值下,其耐冲击强度急剧降低而变脆。
 
  有些HDPE在受潮状况下加热,会与水汽发生催化裂化反应,形成的降解产物和气态物质,除了影响HDPE洗衣液瓶外观外,还使HDPE洗衣液瓶发生大的应变,较小的残余应力就可以使出模后的HDPE洗衣液瓶产生开裂。
 
  有些HDPE本身质量不佳,例如分子量分布大,HDPE受到污染,也是造成开裂的原因。
 
  7、设备方面要注意的问题
 
  a、注塑机塑化容量要适中。即使是相熔性良好的HDPE,如果在机筒内未完全均匀混合,也即塑化不充分,成型的HDPE洗衣液瓶在受力时将使应变集中在未充分混合的部位而脆裂。相反,若注塑机塑化容量太大,HDPE在料筒中受剪切作用时间过长,也会老化降解,使HDPE洗衣液瓶变脆。
 
  b、注塑机料筒内有障碍物,促使HDPE降解而使HDPE洗衣液瓶变脆。

本文出自:http://anhuigt.zz91.com/news37744.htm

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