內(nèi)應(yīng)力的本質(zhì)為大分子鏈在熔融加工過程中形成的不平衡構(gòu)象，這種不平衡構(gòu)象在冷卻固化時(shí)不能立刻恢復(fù)到與環(huán)境條件相適應(yīng)的平衡構(gòu)象，這種不均衡構(gòu)象的實(shí)質(zhì)為一種可逆的高彈形變，而凍結(jié)的高彈形變平時(shí)以位能情勢儲(chǔ)存在塑料制品中，在合適的條件下，這種被迫的不穩(wěn)定的構(gòu)象將向自在的穩(wěn)固的構(gòu)象轉(zhuǎn)化，位能改變?yōu)閯?dòng)能而開釋。
當(dāng)大分子鏈間的作用力和相互纏結(jié)力蒙受不住這種動(dòng)能時(shí)，內(nèi)應(yīng)力平衡即受到破壞，塑料制品就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開裂及翹曲變形等現(xiàn)象。
一、塑料內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的起因
1、取向內(nèi)應(yīng)力
取向內(nèi)應(yīng)力是塑料熔體在流動(dòng)充模和保壓補(bǔ)料過程中，大分子鏈沿流動(dòng)方向排列定向構(gòu)象被凍結(jié)而產(chǎn)生的一種內(nèi)應(yīng)力。
取向應(yīng)力產(chǎn)生的詳細(xì)過程為：近流道壁的熔體因冷卻速度快而造成外層熔體粘度增高，從一而使熔體在型腔核心層流速遠(yuǎn)高于表層流速，導(dǎo)致熔體內(nèi)部層與層之間受到剪切應(yīng)力作用，產(chǎn)生沿流動(dòng)方向的取向。
取向的大分子鏈解凍在塑料制品內(nèi)也就象征著其中存在未松弛的可逆高彈形變，所以說取向應(yīng)力就是大分子鏈從取向構(gòu)象力求過渡到無取向構(gòu)象的內(nèi)力。用熱處理的方式，可降低或排除塑料制品內(nèi)的取向應(yīng)力。
塑料制品的取向內(nèi)應(yīng)力分布為從制品的表層到內(nèi)層越來越小，并呈拋物線變化。
2、冷卻內(nèi)應(yīng)力
冷卻內(nèi)應(yīng)力是塑料制品在熔融加工過程中因冷卻定型時(shí)收縮不均勻而產(chǎn)生的一種內(nèi)應(yīng)力。尤其是對厚壁塑料制品，塑料制品的外層首先冷卻凝固收縮，其內(nèi)層可能仍是熱熔體，這徉芯層就會(huì)限度表層的收縮，導(dǎo)致芯層處于壓應(yīng)力狀況，而表層處于拉應(yīng)力狀態(tài)。
塑料制品冷卻內(nèi)應(yīng)力的分布為從制品的表層到內(nèi)層越來越大，并也呈拋物線變更.。
另外，帶金屬嵌件的塑料制品，因?yàn)榻饘倥c塑料的熱脹系數(shù)相差較大，容易形成收縮不一平勻的內(nèi)應(yīng)力。
除上述兩種重要內(nèi)應(yīng)力外，還有以下多少種內(nèi)應(yīng)力：對結(jié)晶塑料制品而言，其制品內(nèi)部各部位的結(jié)晶構(gòu)造跟結(jié)晶度不同也會(huì)發(fā)生內(nèi)應(yīng)力。另外還有構(gòu)型內(nèi)應(yīng).力及脫模內(nèi)應(yīng)力等，只是其內(nèi)應(yīng)力聽占比重都很小。
二、影響塑料內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的因素
1、分子鏈的剛性
分子鏈剛性越大，熔體粘度越高，聚合物分子鏈運(yùn)動(dòng)性差，因而對于產(chǎn)生的可逆高彈形變恢復(fù)性差，易產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力口例如，一些分子鏈中含有苯環(huán)的聚合物，如PC、PPO、PPS等，其相應(yīng)制品的內(nèi)應(yīng)力偏大。
2、分子鏈的極性
一分子鏈的極性越大，分子間相互吸引的作用力越大，從而使分子間互相挪動(dòng)艱苦增大，恢復(fù)可逆彈性形變的程度減小，導(dǎo)致殘余內(nèi)應(yīng)力大。例如，一些分子鏈中含有羰基、酯基、睛基等極性基團(tuán)的塑料種類，其相應(yīng)制品的內(nèi)應(yīng)力較大。
3、代替基團(tuán)的位阻效應(yīng)
大分子側(cè)基取代基團(tuán)的體積越大，則妨害大分子鏈自由活動(dòng)導(dǎo)致殘余內(nèi)應(yīng)力加大。例如，聚苯乙烯取代基團(tuán)的苯基體積較大，因而聚苯乙烯制品的內(nèi)應(yīng)力較大。
三、檢測注塑件內(nèi)應(yīng)力的三種方法
1、溶劑法
?醋酸沉浸
所使用的乙酸(CH3COOH)必須是95%以上的乙酸且反復(fù)使用次數(shù)不得超過10次測試。
①表面應(yīng)力測試：將乙酸(冰醋酸)倒入玻璃器皿中，將產(chǎn)品完全浸在乙酸里，時(shí)間為30秒。30秒后用夾子將樣品取出并馬上用凈水(自來水即可)沖刷清潔，察看樣品表面有無發(fā)白及裂紋。
斷定：不得有任何開裂現(xiàn)象，容許表面有稍微發(fā)白。
②內(nèi)應(yīng)力測試：將表面應(yīng)力測試及格的樣品擦干后完全浸在乙酸里，時(shí)間為2分鐘。2分鐘后將樣品取出并當(dāng)即用清水(自來水即可)沖洗干凈，視察樣品有無發(fā)白及裂紋。
判斷：不得有任何斷裂現(xiàn)象，許可鑲件處有輕微裂紋及表面發(fā)白現(xiàn)象。
?甲乙酮+丙酮沉浸法
將整機(jī)完整浸入21攝氏度的1:1的甲乙酮+丙酮的混雜液中，掏出后即時(shí)甩干，依上法檢討。
原理：根據(jù)介質(zhì)應(yīng)力決裂的現(xiàn)象，即溶濟(jì)分子滲透到樹脂的大分子之間后，降低了分子之間的彼此作用力。內(nèi)應(yīng)力大的地方在浸入前分子之間的作用力原來就有所削弱，浸入溶濟(jì)后這些減弱了的處所進(jìn)一步減弱，而引起開裂，內(nèi)應(yīng)力小的地方在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)開裂。
因此，可以從待鍍件表面開裂的時(shí)間和程度來斷定鍍件內(nèi)應(yīng)力的大小及其部位。從而斷定塑料件是否進(jìn)行電鍍。
2、儀器法
用偏振光照耀塑料制件，視彩色光帶多寡，剖析內(nèi)應(yīng)力的強(qiáng)弱，它只適用于透明的制件。偏振光法所要的儀器昂貴，操作龐雜，且正確度不高，因?yàn)橹萍幚砬昂笞兓伙@著，光譜帶上涌現(xiàn)的光帶不一定都是內(nèi)應(yīng)力的影響，如制件表面的漣漪也會(huì)影響檢驗(yàn)的成果。
此法對制件的機(jī)能尚無任何影響，為無損檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)過的制件可繼承電鍍和使用。
3、溫度驟變法
這種方法是將塑料待鍍件重復(fù)受冷受熱，依據(jù)裂紋呈現(xiàn)的時(shí)間是非來評定內(nèi)應(yīng)力的大小，它適用于各類塑料成形件。溫度驟變法所要的裝備簡略，然而測驗(yàn)時(shí)間較長。
經(jīng)檢修后的塑料件已被損壞，不能持續(xù)應(yīng)用。
四、內(nèi)應(yīng)力的消除
和金屬類似，塑料制品也可以像金屬一樣通過成型后的“退火”工序消除部分應(yīng)力，這只是在設(shè)計(jì)工藝等各方面不能滿足的情況下的亡羊補(bǔ)牢式的措施，不建議作為常規(guī)方法。
這種方法有諸多限制：
1、對于玻纖填充材料，不能很好的消除；
2、測試表明，成型后加熱過程中由于材料的強(qiáng)度下降，以及材料的耐化學(xué)性能下降，為避免失效需要控制退火的時(shí)間；
3、長時(shí)間加熱退火會(huì)顯著增加最終產(chǎn)品的成本；
4、退火過程中升溫和降溫保證平穩(wěn)，避免急冷急熱造成熱沖擊。
下表為各種材料退火的建議參數(shù)：
（注：材料為3mm厚度，越厚需要的時(shí)間越長）
京公網(wǎng)安備11010802046783號(hào)
