Введение:

Растрескивание под воздействием окружающей среды является одним из главных убийц пластиковые детали.

Чтобы избежать растрескивания под воздействием окружающей среды, необходимо глубоко понять механизм растрескивания под воздействием окружающей среды, а затем контролировать его в трех измерениях: выбор пластикового материала, возможные химические контакты и напряжение, которому подвергаются пластиковые детали.

Не ждите, пока появится растрескивание под воздействием окружающей среды, чтобы исследовать все по отдельности. Это не только отнимет много времени и сил, но и может задержать ход проекта и сроки поставки продукции.

Что такое растрескивание под воздействием окружающей среды ？

Растрескивание под напряжением окружающей среды (РПООС) - это явление деградации пластиковой смолы, вызванное действием химических веществ в присутствии внутреннего напряжения, что в конечном итоге приводит к пластиковая деталь выход из строя из-за повреждения пластиковых компонентов.

Растрескивание под воздействием окружающей среды - это повреждение, вызванное растворителем, которое возникает в результате синергетического воздействия химических веществ и механических напряжений.

Растрескивание под воздействием окружающей среды не является химической реакцией, и химикаты не вызывают прямого химического воздействия или молекулярной деградации. По сути, химические вещества проникают в молекулярную структуру и нарушают внутренние молекулярные силы полимерных цепей, тем самым ускоряя разрушение молекул.

Среди распространенных видов отказов пластиковых деталей большинство приходится на растрескивание под воздействием окружающей среды, составляющее 31%, и известное как убийца пластиковых деталей. Если включить химическое воздействие, то на него приходится 40%.

Этапы и характеристики растрескивания под воздействием окружающей среды

Этапы растрескивания под воздействием окружающей среды

Механический процесс растрескивания под напряжением в окружающей среде аналогичен процессу ползучести, который включает в себя поглощение жидкости, пластификацию, образование мелких трещин, распространение трещин и окончательное разрушение.

Поскольку процесс растрескивания под воздействием окружающей среды зависит от диффузии химических веществ в молекулярной структуре пластика, скорость поглощения жидкости является определяющим фактором как для распространения трещин, так и для скорости их расширения. Чем быстрее происходит поглощение химических веществ, тем больше пластик подвержен растрескиванию и последующему разрушению.

Ползучесть можно рассматривать как растрескивание под воздействием окружающей среды, возникающее при определенных условиях. При ползучести в качестве химического агента или реагента используется воздух. Основное отличие между ними заключается в наличии активных химических веществ, которые ускоряют процесс разрушения полимера. Этот эффект ускорения значительно сокращает время начального растрескивания, по сути, ускоряя скорость расширения трещины, что сокращает время конечного повреждения.

Типичные характеристики растрескивания под напряжением в окружающей среде

Типичные характеристики растрескивания под воздействием окружающей среды:

Хрупкое разрушение:

Повреждение ЭСК происходит в результате хрупкого разрушения. Любой материал должен производить пластик место разрушения при изгибе в нормальных условиях. Как правило, начальная точка растрескивания при повреждении ЭСК возникает на поверхности. Они часто являются местом расположения областей высокого напряжения, таких как микроскопические дефекты или места концентрации напряжений. Эта конечная точка растрескивания, как правило, всегда находится в непосредственном контакте с газообразными или адсорбированными активными химическими веществами.

Инициализация взлома:

Изначально образуются многочисленные одноточечные трещины, которые затем соединяются в единый излом. Партия первоначальных трещин и объединение - это изображение приобретения ESC.

Гладкая форма:

Первоначальный участок с трещинами обычно имеет относительно гладкую форму и медленно растрескивается и расширяется. Активные химические вещества могут ускорить первоначальное растрескивание и расширение трещин. Это явление особенно заметно на шероховатых поверхностях.

Остались мелкие трещины:

Наличие остаточных мелких трещин, как в зоне первоначального растрескивания, так и в близлежащих областях, свидетельствует о возникновении ЭСК. Во многих случаях, когда длина трещины достигает критического размера, происходит окончательное разрушение при перегрузке пластической деформацией.

Растягивающиеся фибриллы:

В зоне конечного разрушения могут появиться растягивающиеся фибриллы и другие особенности, указывающие на то, что разрушение является пластическим. Это важный признак того, что химические механизмы действия в ЭСК не подходят, и поэтому сопутствующая химическая деградация молекул обычно отсутствует.

Поперечные полосы:

Последние эксперименты показывают, что общий ЭСК протекает по прогрессивному механизму распространения трещин. Испытания на изменение формы характерной поверхности в лабораторных условиях выявили серию поперечных полос, эквивалентных кольцам, ведущим к распространению трещин. Эти наблюдаемые полосы можно представить как повторяющиеся кольца зернистости, за которыми следует распространение расщепления через хрупкое растрескивание, что включает в себя этапы механизмов разрушения ползучести и ЭСК.

Факторы, влияющие на растрескивание под напряжением в окружающей среде

Растрескивание под воздействием окружающей среды в основном связано со следующими тремя факторами:

Тип пластикового материала;

Химические вещества в контакте с пластиковые детали;

Напряжения, действующие на пластиковые детали;

тип пластика

Вообще говоря, аморфные пластики более подвержены растрескиванию под воздействием окружающей среды, чем полукристаллические или жесткие пластики. Это связано с большим свободным объемом аморфных пластиков по сравнению с упорядоченными, плотными структурами полукристаллических пластиков. Поэтому аморфные пластики, такие как PC, ABS, PPO, PMMA и т. д., более подвержены растрескиванию под воздействием окружающей среды, чем PBT, POM, PA66, PPS и т. д. Конечно, даже если один и тот же пластик имеет разный состав, его устойчивость к ЭСК будет разной.

Молекулярная масса:

По мере уменьшения молекулярного веса пластика его способность противостоять ЭСК снижается. Аналогично, для данного вещества явление деградации молекул уменьшается с увеличением молекулярного веса. С увеличением числа молекулярных разветвлений молекулярный вес смолы возрастает, что придает ей исключительную устойчивость к ЭСК при критической деформации.

Низкая степень кристалличности:

В полукристаллических пластиках кристалличность значительно улучшает сопротивление ЭСК. Вообще говоря, чем выше кристалличность, тем больше плотность, поэтому сопротивление ЭСК повышается.

химикаты

Водородная связь: Водородная связь среднего уровня - это тип химических веществ, которые могут легко усугубить возникновение ЭСК. Например, органические эфиры, кетоны, альдегиды, ароматические углеводороды и хлорированные углеводороды являются химическими веществами с более сильным эффектом ESC, чем органические спирты.

Размер молекулы: Химические реагенты с меньшим молекулярным весом, как правило, усугубляют возникновение ЭСК. Например, силиконовое масло сильнее силиконовой смазки, а ацетон сильнее метилизобутилкетона. Этот вывод напрямую вытекает из размера молекул, а меньшие молекулы обладают большей способностью. Проникать в молекулярную структуру полимера.

Существует два основных источника химических веществ;

В процессе производства:

Разделительные агенты в процессе литья под давлением, различные смазки в литьевых формах и т.д., пластиковые детали будут сталкиваться с химическими веществами во время вторичной обработки, такой как гальванизация, окраска распылением, шелкография и т.д., а также во время упаковки и транспортировки. к химическим веществам.

Во время использования:

На детали аксессуара попадают химические вещества в процессе производства или химические вещества в среде использования, такие как клей, моющее средство, смазочное масло и т.д.

стресс

Растягивающее напряжение, выдерживаемое во время использования:

ЭСК возникает только тогда, когда материал находится в состоянии растяжения. Растягивающее напряжение - это причина, по которой молекулы ломаются и в конечном итоге вызывают ЭСК. Сжимающее напряжение достаточно, чтобы вызвать механическое разрушение пластиковых деталей при определенных условиях окружающей среды, но не достаточно, чтобы вызвать ЭСК.

Остаточные внутренние напряжения в процессе литья под давлением:

Внутренние остаточные напряжения при формовке в сочетании с внешними напряжениями вызывают ЭСК. Огромное остаточное напряжение при формовке достаточно для возникновения ЭСК.

Напряжение, возникающее при сборке, например, при ультразвуковой сварке, вибрационной сварке, горячем плавлении и затягивании винтов.

Меры и предложения по устранению следов напряжений на поверхности пластмассовых деталей

Материальные стратегии

Выбор правильного пластикового сырья - первое решение для предотвращения появления следов напряжения. Следует использовать пластиковое сырье с высоким качеством, высокой прочностью и текучестью, чтобы повысить прочность и модуль упругости изделия и уменьшить концентрацию напряжений.

Стратегии дизайна

В процессе проектирования изделия необходимо рационально спроектировать конструкцию и контролировать баланс изделия с учетом характеристик материала, производственных процессов и других факторов, чтобы избежать концентрации напряжений и появления следов напряжения. В то же время следует уделять внимание контролю толщины стенок, угла, радиуса и других факторов. пластиковые деталиОсобенно на краях и стыках изделия следует соблюдать равномерную толщину стенок, чтобы увеличить равномерное распределение силы в изделии.

Стратегии производственных процессов

Выбор подходящего процесса формования является ключом к предотвращению появления следов напряжения. Необходимо обеспечить качество пресс-формы, контролировать температуру в процессе формования, чтобы она была равномерной, и хорошо контролировать такие параметры, как скорость формования, давление и направление поля, чтобы избежать чрезмерной тяги, растяжения и т. д. В то же время следует уделять внимание соответствующим корректировкам изменений в процессе формования в ходе производственного процесса, чтобы обеспечить плавный переход в каждой точке перехода.

Стратегии транспортировки, погрузки и разгрузки

Во время транспортировки, погрузки, разгрузки и установки пластиковых деталей необходимо следить за тем, чтобы избежать неправильного захвата и чрезмерного давления. Необходимо учитывать такие факторы, как величина и направление силы, чтобы предотвратить концентрацию напряжения и появление следов напряжения, вызванных человеческим фактором.

Методы предотвращения появления следов напряжения на поверхности

Помимо вышеперечисленных мер, для предотвращения появления следов напряжения на поверхности пластиковых деталей можно использовать следующие методы:

Используйте оптимизацию конструкции пресс-формы для повышения контроля толщины горячего бегунка и изделия, чтобы избежать концентрации напряжений и следов напряжения, вызванных пластической усталостью;

Усилить управление качеством продукции, чтобы гарантировать, что каждый продукт соответствует требованиям по качеству и внешнему виду;

Приобретайте соответствующее испытательное оборудование для выявления проблем в процессе производства и своевременно ремонтируйте или заменяйте поврежденные детали;

Обращайте внимание на использование пластиковых деталей в любое время, своевременно решайте проблемы и следите за тем, чтобы при длительном использовании изделия не оставалось следов от напряжения.

Заключение

Наличие следов напряжения на поверхности пластиковых деталей серьезно влияет на эстетику и стабильность изделия. Поэтому необходимо уделять особое внимание причинам и мерам борьбы с ними в процессе производства. Благодаря введению в эту статью, я полагаю, что читатели поняли причины и меры борьбы со следами напряжений на поверхности пластиковых деталей. Принятие профилактических мер поможет избежать проблемы появления следов напряжения во время использования пластиковых деталей.