PC开裂原因分析与验证
一、不良描述:
不良产品:1200LED龙A日光灯管(T8 S3014冷白)
不良时间:2013.08.12 上午8:00
不良地点:六楼老化车间
不良现象:老化72H透光罩输入端15CM内(特点:端盖为6孔透气;此端安装有电源)有不同程度内部开裂
现象(非边缘开裂,非龟裂,非松纹裂,非单向
开裂,开裂处内外表面手摸无触感)
不良率:全检总数:500PCS,不良数:33PCS,不良率:
6.6%
二、不良原因分析:
PC灯罩开裂的主要原因是PC分子链结构受到破坏,分子链断开,导致产品开裂或者说表面有裂纹。
影响分子链结构的因素有以下三种:
1、反复使用。
(反复使用是最常见的问题。
很多老板为了节约成本,使用回收料、水口料、废料,以次充好、坑蒙客户、扰乱市场)反复使用时,产品在不断的高温作用下,产品的分子就会发生裂变。
分子链就会发生断裂、裂解。
由高分子物质变成低分子物质,材料变脆。
该实验数据由深圳某塑胶科技有限公司提供,主要说明杂料对产品内应力开裂时间的影响。
2、应力过大,分为两种:应力过大是设计和使用问题。
首先,产品本身形状以及模具本身设计的尺寸及脱模所产生的应力。
(1.材料的结构决定材料的性能,材料的性能反映材料的结构。
内应力开裂原理:在成型聚碳酸酯PC时,分子链被迫取向,但是由于聚碳酸酯分子链上具有苯环,所以取向比较困难,而在成型后,被取向的链有恢复自然状态的趋势,但是由于整个分子链已经被冻结和大分子链之间的相互作用,从而造成制品存在残留应力,而残余应力的存在,就造成产品可能出现应力开裂,注意,这里说的是可能,为什么是可能呢?这是因为聚碳酸酯内部还存在很多力,而其中比较重要的是:抗开裂力,这个力的大小取决分子链的长短,链间的缠结数目,分子之间的作用力。
当抗开裂能力和内应力平衡时,产品不会出现开裂现象,而当抗开裂能力小于内应力时,就会出现。
简单来说就是:分子链上苯环——成型取向——制品成型后出现内应力——当内应力和抗开裂能力平衡——好制品——当内应力大于抗开裂能力——产品开裂。
可以通过改性,加入抗应力开裂剂,其作用是:在成型PC或PC/ABS合金时,快速恢复被迫取向分子链回复自然状态,消除残留应力,防止应力开裂现象的发生。
2.模具温度。
内应力是因为成型时候分子链被冻结引起的,模具的温度对冻结和分子链的解取向有很大影响,很明显,模具温度越高,分子链肯定容易运动,所以,提高模具温度,不仅对充模有利,并且可以调整制品冷却速度,使其变得更均匀,从而有利于聚碳酸酯中取向分子的松弛,也就是解取向。
模具温度假如能控制,在100—120度是成型聚碳酸酯的最佳温度了。
2.成型条件。
在成型时:成型温度、成型压力、成型速度、保压时间、保压压力五点很重要。
聚碳酸酯的加
工温度是比较高的,成型压力是比较大的,成型速度是比较快的,所以,成型温度稍微提高一些,成型压力减小一些,成型速度也减小一些,保压时间少一些,保压压力小一些可在减少开裂机率。
3.退火处理。
退火处理是指将制品放到热介质中静置一定时间,退火温度一般比聚碳酸酯的热变形温度低10--20度,处理效果最好,假如温度太高,制品就容易出现翘曲、变形。
如果温度太低,处理效果又达不到,退火时间一般是1--10小时了,时间长短,取决于制品的厚薄,退火后,慢冷到室温,要是太快,麻烦的内应力又产生了,内应力简直是无处不在)其次,外界所给于产品的应力。
应力过大,分子就会断裂。
(应该将产品的物性参数告诉注塑厂、客户,以便他们的设计模具、注塑产品、使用PC灯罩时能遵循,从而降低了应力过大的风险。
)
3、环境因素。
酸碱性环境、强紫外线,高低温的影响。
(PC材质的特性:A:PC料对一般的火.醇.油.盐和弱酸类觖保持稳定的性能. B:但在碱性物质.芳香族.卤代碳水化合物等中会发生发白,溶胀和溶解等现象C:PC临界应力--由于化学药品的作用,会产生徵裂纹或龟裂.这种现象为溶剂开裂.需注意如下:一般常用洗板水有丙酮和酒精,前者是绝对不能用在PC上的,后者在60度左右也会与PC发生反应。
另外你的原物料一定要有所把关,如锡膏,热缩套管,浇水灯,有的物质在加热到一定程度就会能会发出于PC罩子反应的物质,导致罩子发生龟裂,微裂等。
根据以上三种可能原因,我们分析如下:
一、环境因素影响:
可能导致开裂的外部环境及接触化学品环境及确认试验结果如下:
A、生产环境:
1、5楼,6楼车间,老化间空气中无酸碱可能,几乎无阳光照射;
酸碱发生源,无阳光照射,空气质量很好,且此前生产同种产品时无开裂现象,可以排除生产中酸碱性环境及强紫外线对其影响。
2、老化车间环境温度40度,且输入端温度很高;。