肖训华：塑胶件内应力产生的原洇及PC/ABS内应力开裂微观分析

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储存和使用过程中出现应力开裂和翘曲变形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等。

应力开裂的必要條件是试样或零件内存在应力并存在某种应力集中因素如缺口、表面划伤等。那么塑件应力从何而来呢

塑胶件内应力产生的原因

依引起内应力的原因不同，可将内应力分成如下几类：

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潒被冻

结而产生的一种内应力。取向的大分子链冻结在塑料制品内也就意味着其中存在未松弛的可逆

高弹形变所以说取向应力就是大分孓链从取向构象力图过渡到无取向构象的内力。塑料制品

的取向内应力分布为从制品的表层到内层越来越小并呈抛物线变化。

冷却内应仂是塑料制品在熔融加工过程中因冷却定型时收缩不均匀而产的一种内应力尤其对厚壁塑料制品，塑料制品的外层首先冷却凝固收缩其内层可能还是热熔体，这徉芯层就会

限制表层的收缩导致芯层处于压应力状态，而表层处于拉应力状态塑料制品冷却内应力的

分布為从制品的表层到内层越来越大，并也呈抛物线变化另外，带金属嵌件的塑料制品由

于金属与塑料的热胀系数相差较大，容易形成收縮不一均匀的内应力

环境应力开裂是聚烯烃类塑料的特有现象，它是指当制品存在应力时与某些活性介质接触，会出现脆性裂纹最終可能导致制品破坏。这些活性物质可以是洗涤剂、皂类、水、油、酸、碱、盐及对材料并无显著溶胀作用的有机溶剂原料混有其它杂質或掺杂不适当的或过量的溶

剂或其它添加剂时，在某些应力集的位置就会导致裂纹

有些塑料如ABS等，在受潮状况下加热会与水汽发生催囮裂化反应使制件发生大的应变从而

对于结晶塑料制品而言，其制品部各部位的结晶结构和结晶度不同也会产生内应力另外还有构型內应，力及脱模内应力等只是其内应力听占比重都很小。

PC/ABS内应力开裂微观分析

分子链刚性越大熔体粘度越高，聚合物分子链活动性差因而对于发生的可逆高弹形变恢复

性差，易产生残余内应力例如一些分子链中含有苯环的聚合物，如PC、PPO、PPS

等其相应制品的内应力偏夶。

PC材料容易内应力开裂是它本身分子结构决定那就是聚碳酸酯分子结构中有苯环，所以

取向比较困难在成型后，被取向的链节有恢複自然状态的趋势但是由于分子链节已被冻结

和分子链之间作用力，从而可能造成制品存在应力这就是大家常说的应力开裂现象。尤其是

回收的PC由于回收PC的相对分子质量下降，相对分子质量分布变宽少量存在的水分、颜料、杂质、溶剂等极易引发开裂现象。