塑料件内应力是怎么产生的

寂静回声

问


答
塑料件与金属件在微观是完全不同的，一个是原子晶格，一个是大分子链，这也注定其内应力的产生与消除是完全不同的。

塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素作用而产生的一种内在应力。
内应力的实质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象，这种不平衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象，这种不平衡构象的实质为一种可逆的高弹形变，而冻结的高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中，在适宜的条件下，这种被迫的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化，位能转变为动能而释放。
当大分子链间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时，内应力平衡即遭到破坏，塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象。
几乎所有塑料制品都会不同程度地存在内应力，尤其是塑料注射制品的内应力更为明显。内应力的存在不仅使塑料制品在贮存和使用过程中出现翘曲变形和开裂，也影响塑料制品的力学性能、光学性能、电学性能及外观质量。



塑料件内应力包括取向内应力、收缩内应力、结晶内应力和脱模内应力四种。
取向内应力是塑料熔体在流动充模和保压补料过程中，大分子链沿流动方向排列定向构象被冻结而产生的一种内应力。
取向应力产生的详细过程为：近流道壁的熔体因冷却速度快而造成外层熔体粘度增高，从而使熔体在型腔核心层流速远高于表层流速，导致熔体内部层与层之间受到剪切应力作用，产生沿流动方向的取向。


收缩内应力是塑料件冷却时不均匀收缩引起的。因内外收缩不均而产生的收缩应力主要靠减少塑料件内外层冷却降温速率的差别来降低。


脱模内应力主要与开模条件和模具顶出机构的设计有关。