소개:

환경 스트레스로 인한 균열은 플라스틱 부품.

환경 스트레스 균열의 발생을 방지하려면 환경 스트레스 균열의 메커니즘을 깊이 이해하고 플라스틱 소재 선택, 가능한 접촉 화학물질, 플라스틱 부품이 견디는 스트레스 등 세 가지 측면에서 이를 제어해야 합니다.

환경 스트레스 균열이 발생할 때까지 기다렸다가 하나하나 조사하지 마세요. 이는 시간과 노동력이 많이 소요될 뿐만 아니라 프로젝트 진행 및 제품 납기일도 지연될 수 있습니다.

환경 스트레스 크래킹이란 무엇인가요?

환경 응력 균열(ESC)은 내부 응력이 있을 때 화학 물질의 작용으로 인해 발생하는 플라스틱 수지의 열화 현상을 말하며, 궁극적으로 다음과 같은 결과를 초래합니다. 플라스틱 부품 플라스틱 부품의 손상으로 인한 고장.

환경 스트레스 균열은 화학 물질과 기계적 스트레스의 시너지 효과로 인해 발생하는 용매에 의한 손상입니다.

환경 스트레스 균열은 화학 반응이 아니며, 화학 물질이 직접적인 화학적 공격이나 분자 분해를 일으키지 않습니다. 실제로 분자 구조에 침투하여 폴리머 사슬의 내부 분자력을 손상시켜 분자 파괴를 가속화하는 것은 화학 물질입니다.

플라스틱 부품의 일반적인 고장 분석 중 환경 스트레스 균열이 31%를 차지하여 대부분을 차지하며 플라스틱 부품의 킬러로 알려져 있습니다. 화학적 공격까지 포함하면 기본적으로 40%를 차지합니다.

환경 스트레스 균열의 단계와 특성

환경 스트레스 균열의 단계

환경 스트레스 균열의 기계적 과정은 유체 흡수, 가소화, 미세 균열 생성, 균열 전파 및 최종 파손을 포함하는 크리프 손상과 유사합니다.

환경 스트레스 균열 과정은 플라스틱 분자 구조 내에서 화학 물질의 확산에 따라 달라지기 때문에 유체 흡수 속도가 균열 전파 속도와 균열 확장 속도를 결정하는 요소입니다. 화학물질이 빠르게 흡수될수록 플라스틱은 균열과 그에 따른 파손에 더 취약해집니다.

크리프는 특정 조건에서 발생하는 환경 스트레스 균열로 볼 수 있습니다. 크리프는 공기를 화학 물질 또는 시약으로 사용합니다. 이들의 주요 차이점은 활성 화학 물질이 존재하여 폴리머 균열 과정을 가속화한다는 것입니다. 이 가속 효과는 초기 균열 시간을 크게 단축하여 본질적으로 균열 확장 속도를 가속화하여 최종 손상 시간을 단축합니다.

환경 스트레스 균열의 일반적인 특성

환경적으로 유발된 균열의 일반적인 특성:

부서지기 쉬운 골절:

ESC 손상은 취성 골절로 인해 발생합니다. 모든 자료는 다음을 충족해야 합니다. 플라스틱 생산 정상적인 상황에서 굽힘 파단점. ESC 손상의 초기 균열 지점으로서 일반적으로 표면에서 발생합니다. 미세한 결함이나 응력 집중 지점과 같이 응력이 높은 영역의 위치인 경우가 많습니다. 이 최종 균열 지점은 일반적으로 항상 기체 또는 흡착된 활성 화학 물질과 직접 접촉합니다.

초기화 크래킹:

여러 개의 단일 지점 균열을 초기화한 다음 통합된 균열로 연결합니다. 원래의 균열과 결합의 일괄 처리가 ESC 획득의 묘사입니다.

부드러운 형태:

원래의 균열 부위는 일반적으로 비교적 매끄러운 형태를 보이며 천천히 균열 및 팽창합니다. 활성 화학 물질은 초기 균열 및 균열 확장을 가속화할 수 있습니다. 이 현상은 특히 거친 표면에서 두드러집니다.

미세한 균열이 남아 있습니다:

초기 균열 영역 또는 인근 영역에 잔류 미세 균열이 있으면 ESC가 발생했음을 나타냅니다. 균열 길이가 임계 크기에 도달하면 소성 변형 과부하 중에 최종 고장이 발생하는 경우가 많습니다.

스트레칭 피브릴:

최종 골절 부위에 스트레칭 섬유소 및 기타 특징이 나타날 수 있으며, 이는 골절이 소성 골절임을 나타냅니다. 이는 ESC의 화학적 작용 메커니즘이 부적절하여 일반적으로 분자의 화학적 분해가 수반되지 않는다는 중요한 의미입니다.

크로스밴드:

최근 실험에 따르면 일반적인 ESC는 점진적인 균열 전파 메커니즘을 통해 진행됩니다. 실험실 조건에서 표면의 특성을 재구성한 결과, 균열 전파로 이어지는 고리에 해당하는 일련의 교차 밴드가 발견되었습니다. 이러한 관찰된 밴드는 반복되는 그레인 링으로 상상할 수 있으며, 크리프 및 ESC 실패 메커니즘의 단계를 포함하는 취성 균열을 통한 균열 전파가 이어집니다.

환경 스트레스 균열에 영향을 미치는 요인

환경 스트레스 균열은 주로 다음 세 가지 요인과 관련이 있습니다:

플라스틱 재질 유형;

접촉하는 화학 물질 플라스틱 부품;

플라스틱 부품에 작용하는 스트레스;

플라스틱 유형

일반적으로 비정질 플라스틱은 반결정성 또는 경질 플라스틱보다 환경 스트레스 균열에 더 취약합니다. 이는 반결정성 플라스틱의 질서정연하고 조밀한 구조에 비해 비정질 플라스틱의 자유 부피가 크기 때문입니다. 따라서 PC, ABS, PPO, PMMA 등과 같은 비정질 플라스틱은 PBT, POM, PA66, PPS 등에 비해 환경 응력 균열이 발생하기 쉽습니다. 물론 같은 플라스틱이라도 구성 성분이 다르면 ESC 저항도 달라집니다.

분자량:

플라스틱의 분자량이 감소함에 따라 ESC에 저항하는 능력도 감소합니다. 마찬가지로 특정 물질의 경우 분자량이 감소함에 따라 결합 분자 분해 현상도 감소합니다. 분자 분기의 수가 증가함에 따라 수지의 분자량이 증가하여 임계 변형 ESC 저항성이 매우 높아집니다.

결정성이 낮습니다:

반결정성 플라스틱의 경우 결정성이 높아지면 ESC 저항성이 크게 향상됩니다. 일반적으로 결정도가 높을수록 해당 밀도가 증가하므로 ESC 저항이 개선됩니다.

화학 물질

수소 결합: 중간 수준의 수소 결합은 ESC 발생을 쉽게 악화시킬 수 있는 화학 물질의 일종입니다. 예를 들어 유기 에스테르, 케톤, 알데히드, 방향족 탄화수소 및 염소화 탄화수소는 유기 알코올보다 ESC 효과가 더 강한 화학 물질입니다.

분자 크기: 분자량이 낮은 화학 시약은 ESC 발생을 악화시키는 경향이 있습니다. 예를 들어 실리콘 오일은 실리콘 그리스보다 강하고 아세톤은 메틸 이소부틸 케톤보다 강합니다. 이 결론은 분자 크기에서 직접 도출되며 분자가 작을수록 더 큰 능력을 가지고 있습니다. 폴리머 분자 구조에 침투합니다.

화학물질의 주요 공급원은 크게 두 가지입니다;

제작 과정 중

사출 성형 공정의 이형제, 사출 금형의 각종 그리스 등 플라스틱 부품은 전기 도금, 스프레이 도장, 실크 스크린 등 2차 가공과 포장 및 운송 과정에서 화학 물질을 만나게 됩니다.

사용 중:

생산 과정에서 액세서리 부품에 화학 물질이 부착되었거나 사용 환경에 접착제, 세제, 윤활유 등 화학 물질이 있는 경우.

스트레스

사용 중 인장 응력이 지속됩니다:

ESC는 재료가 인장 응력 상태에 있을 때만 발생합니다. 인장 응력은 분자가 파손되어 궁극적으로 ESC를 유발하는 이유입니다. 압축 응력은 특정 환경 조건에서 플라스틱 부품의 기계적 고장을 일으키기에는 충분하지만 ESC를 유발할 정도는 아닙니다.

사출 성형 공정의 내부 잔류 응력:

내부 성형 잔류 응력이 외부 응력과 결합하여 ESC를 유발합니다. 거대한 성형 잔류 응력은 ESC를 유발하기에 충분합니다.

초음파 용접, 진동 용접, 열용융, 나사 조임 등 조립 과정에서 발생하는 응력.

플라스틱 부품 표면의 스트레스 마크에 대한 대책 및 제안 사항

소재 전략

올바른 플라스틱 원료를 선택하는 것이 스트레스 마크를 방지하는 첫 번째 해결책입니다. 제품의 인성과 탄성 계수를 개선하고 응력 집중을 줄이려면 고품질, 고인성, 고유동성을 갖춘 플라스틱 원료를 사용해야 합니다.

디자인 전략

제품 설계 과정에서 구조를 합리적으로 설계하고 재료 특성, 제조 공정 및 기타 요인에 따라 제품 균형을 제어하여 응력 집중 및 응력 표시를 방지해야 합니다. 동시에 벽 두께, 각도, 반경 및 기타 요인을 제어하는 데에도 주의를 기울여야 합니다. 플라스틱 부품특히 제품의 가장자리와 접합부에서는 제품의 균일한 힘 분포를 높이기 위해 균일한 벽 두께 설계를 유지해야 합니다.

생산 프로세스 전략

적절한 성형 공정을 채택하는 것이 스트레스 마크를 피하는 열쇠입니다. 금형의 품질을 보장하고 성형 공정 중 온도를 균일하게 제어해야 하며 성형 속도, 압력 및 필드 방향과 같은 매개 변수를 잘 제어하여 과도한 견인, 늘어짐 등을 방지해야 합니다. 동시에 각 전환 지점에서 원활한 전환을 보장하기 위해 생산 공정 중 성형 공정의 변화에 대한 해당 조정에주의를 기울여야합니다.

운송, 적재 및 하역 전략

플라스틱 부품을 운송, 적재, 하역 및 설치하는 동안 부적절한 그립과 과도한 압력을 피하기 위해 주의를 기울여야 합니다. 힘의 크기와 방향 등의 요인을 파악하여 인적 요인으로 인한 응력 집중 및 응력 자국을 방지해야 합니다.

표면 스트레스 자국을 방지하는 방법

위의 대책 외에도 플라스틱 부품 표면에 스트레스 자국이 생기는 것을 방지하기 위해 다음과 같은 방법을 사용할 수도 있습니다:

금형 최적화 설계를 사용하여 핫 러너 및 제품 두께를 제어하여 플라스틱 피로로 인한 응력 집중 및 응력 자국을 방지합니다;

제품 품질 관리를 강화하여 각 제품이 품질 및 외관 측면에서 요구 사항을 충족하는지 확인합니다;

생산 과정에서 문제를 감지하고 손상된 부품을 적시에 수리 또는 교체할 수 있도록 적절한 테스트 장비를 구입하세요;

언제든지 플라스틱 부품 사용에 주의를 기울이고 제때 문제를 해결하며 제품을 장시간 사용할 때 스트레스 자국이 없는지 확인하세요.

결론

플라스틱 부품 표면에 응력 자국이 있으면 제품의 미관과 안정성에 심각한 영향을 미칩니다. 따라서 생산 과정에서 원인과 대책에 특별한주의를 기울여야합니다. 이 기사의 소개를 통해 독자들이 플라스틱 부품 표면의 스트레스 마크의 원인과 대책을 이해했다고 생각합니다. 예방 조치를 취하면 플라스틱 부품 사용 중 스트레스 마크 문제를 피할 수 있습니다.