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塑料刮痕怎么產(chǎn)生的,哪種塑料最耐刮

嘉峪檢測網(wǎng)        2021-12-30 22:45

剛剛,客戶急匆匆給我一堆照片!向我提出了一個尖銳的問題:“有沒有耐刮擦比較好的材料?”

 

原來年底他參加了客訴復(fù)盤,塑料刮擦問題屢見不鮮,比如這款嶄新的洗衣機外殼。

 

塑料刮痕怎么產(chǎn)生的,哪種塑料最耐刮

 

塑料苦被刮久矣!看看新聞,質(zhì)量問題十有八九和刮痕有關(guān)。除了家電領(lǐng)域,汽車也是重災(zāi)區(qū),幾乎每月都要內(nèi)外飾的刮擦問題:

 

某知名網(wǎng)絡(luò)投訴平臺上,今年關(guān)于刮擦的投訴,高達(dá)1200+以上。

 

于是,我問他:“刮擦具體要好到什么程度?”

 

他用力地將指甲在零件表面刮擦,說:“即使這樣劃,表面也看不出痕跡!”

 

塑料刮痕怎么產(chǎn)生的,哪種塑料最耐刮

 

“這真可以有!”我有點得意地回答道。

 

刮痕究竟是如何產(chǎn)生的?

 

不要覺得小編我吹牛。要解決這個問題,首先我們要把這一簡單的“指甲刮擦”這個過程用放大鏡仔細(xì)看一下:

 

指甲刮擦可以分成三個過程:

 

塑料刮痕怎么產(chǎn)生的,哪種塑料最耐刮

 

 ● 第一步:施壓階段

 

一般人刮擦使用的力為2~10N,食指指甲的半徑一般為0.5cm,厚度為0.5mm。材料受到指甲的壓力,表面發(fā)生了凹陷變形。這一變形是可逆的彈性形變還是不可逆的塑性形變,取決于材料的壓縮屈服強度σy的大小。

 

塑料刮痕怎么產(chǎn)生的,哪種塑料最耐刮

 

當(dāng)材料受到的壓力大于材料壓縮屈服強度時,材料發(fā)生彈性形變的同時便會發(fā)生不可恢復(fù)的塑性形變,指甲的力撤銷,樣板表面將留下壓痕。

 

 ● 第二步:滑動階段

 

還沒完,指甲保持對材料施加的壓力,同時滑動指甲。如示意圖,在這個過程中,材料受到了三個不同的力:

 

A區(qū)域:受到了源自指甲壓縮力;

B區(qū)域:指甲與表面之間摩擦力;

C區(qū)域:如果A區(qū)域壓縮力足夠大,材料發(fā)生變形,并在指甲的刮擦前端

C區(qū)域材料發(fā)生拱起,將產(chǎn)生一個拉伸力。

 

塑料刮痕怎么產(chǎn)生的,哪種塑料最耐刮

 

A區(qū)域受到的壓縮力,是劃痕深淺、寬度的決定因素。如果材料具有更高的壓縮應(yīng)變硬化性能,則材料的彈性形變占比更高,劃痕的彈性恢復(fù)更多,劃痕的深度和寬度更小。同理,B區(qū)域和C區(qū)域受到了拉伸的力,材料的拉伸強度越高,材料越不容易被拉斷。

 

● 第三步 肉眼觀察

 

刮擦結(jié)束,指甲撤離,由人眼進(jìn)行結(jié)果的判定,對于一個正常人視力來說,在30厘米的觀察距離下,眼睛只能分辨一個90 μm或300 dpi分辨率的(差異)物體;在一個背景中,人眼的極限是只能分辨2%以上對比度的差異。因此,劃痕的嚴(yán)重程度只有超過這2%人眼極限時才會被發(fā)現(xiàn)。

 

七大主流材料  誰最耐刮?

 

好了,根據(jù)以上分析,咱可以把客戶的需求“指甲刮擦不留痕跡”轉(zhuǎn)化為以下技術(shù)語言:

 

• 刮擦實驗條件:在載荷為 2~10N,刮擦頭為半徑為0.5cm,厚度為0.5mm,表面硬度為H的圓弧片,以10m/min的速度進(jìn)行刮擦測試; 

 

• 劃痕不能被肉眼可見:劃痕的寬度<90μm,同時劃痕與樣板表面的分辨率差異<2%。

 

材料應(yīng)當(dāng)具備以下特征,才能表現(xiàn)出優(yōu)異的刮擦性能:

 

• 較高的壓縮屈服強度、應(yīng)變硬化性能——劃痕寬度小,深度淺,劃痕更易發(fā)生彈性回復(fù);

• 較高的拉伸強度、拉伸韌性、拉伸應(yīng)變硬化性能——劃痕表面不易出現(xiàn)裂紋、塑性形變;

• 低摩擦系數(shù)——有效減小劃痕寬度和減弱劃痕表面破壞;

• 顏色穩(wěn)定性——即使產(chǎn)生嚴(yán)重劃痕也不被肉眼“探測”。

 

能辦得到嗎?

 

我們對常用外殼選材(ABS、PC、PMMA……)等7大主流材料,用”刮擦實驗”終極PK:

 

3,2,1……

 

遺憾的是,在刮擦實驗環(huán)境下(5N),沒有一款材料可以滿足“指甲刮擦”這一苛刻的刮擦要求。幾乎都有肉眼可見的劃痕,只是深淺不一而已。(X越多,說明耐刮擦性越差)。

 

塑料刮痕怎么產(chǎn)生的,哪種塑料最耐刮

 

從以上結(jié)果,結(jié)合基材物性,我們可知:

 

MARK

 

• PP刮擦性最差:

 

PP刮擦的刮擦痕跡最為明顯,主要原因是PP最易發(fā)生壓縮屈服,級別加入礦物填充,材料的拉伸強度提升,可以一定程度改善B區(qū)域斷裂和屈服,但壓縮性能改變不大,因此填充PP的耐刮擦性能也不理想。

 

• PC劃痕寬,PS表面易裂

 

PC和PS對比,PC劃痕寬且深,而且很光滑;而PS的劃痕較窄,但表面裂紋較多。這一鮮明的反差主要原因是,PC具有低的壓縮屈服強度、高的拉伸強度和拉伸韌性;而PS具有更高的壓縮屈服強度,但拉伸韌性太差,導(dǎo)致刮擦過程中出現(xiàn)了周期性的裂紋。

 

PA和PBT的劃痕表現(xiàn)與PC類似,但兩個材料的壓縮屈服強度高于PC,因此劃痕寬度小于PC;

 

• PMMA的綜合性能最佳:

 

PMMA的劃痕表現(xiàn)與PS接近,但PMMA具有最高的壓縮屈服強度和比PS更好的拉伸強度和韌性,因此其變現(xiàn)出的劃痕寬度最窄,存在一些微裂紋。

 

“PMMA PLUS”  耐刮技術(shù)紅利來了!

 

以上分析可見,PMMA雖然抵不過5N以上的載荷壓力,但是相比較塑料同行,已經(jīng)出類拔萃了,是一塊好苗子!

 

PMMA NM52是一款超耐刮的低光澤PMMA,真正實現(xiàn)了“指甲刮擦不受傷”的效果!

 

具有以下特點:

 

● 超高硬度,鉛筆硬度達(dá)到4H以上。

   從硬度看,是材料圈妥妥的頂流水平。

● 表面順滑,極低表面動摩擦系數(shù) 

● 細(xì)膩啞光效果,具有防眩目特點 

 

塑料刮痕怎么產(chǎn)生的,哪種塑料最耐刮

 

建議應(yīng)用:

 

①防眩目書桌臺面;②VR眼鏡外殼;③汽車內(nèi)外飾

 

如果你對產(chǎn)品顏值的有更高要求,想擁有PMMA原有的光澤度。也可以試試看PMMA M1700,它是一款超耐刮的高光澤PMMA,具有以下特點:

 

● 與純PMMA一致的透明度和光澤度

● 比純PMMA更好的韌性

● 表面順滑,極低表面動摩擦系數(shù) 

● 優(yōu)異的耐磨損外觀保持性能,真正實現(xiàn)指甲刮擦不留痕跡。

 

塑料刮痕怎么產(chǎn)生的,哪種塑料最耐刮

 

建議應(yīng)用:

 

①遙控器面板;②汽車立柱板;③鋼琴鍵;④尤克里里裝飾板

 

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來源:塑料與選材

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