PC制品出現(xiàn)銀紋、氣泡、真空泡,是PC料常見的制品缺陷之一,引起這些缺陷的原因較多且復雜,故較難判斷和排除。
銀紋(或氣紋)是指塑料在充模過程中受到氣體干擾而出現(xiàn)在制品表面熔料方向上的缺陷。
氣體的成分主要包括水氣、空氣、分解氣及溶劑氣,其中以水氣、分解氣和空氣為多見。
當這些氣體超過一定的限度時,在注射成型后模腔失壓,接近制品表面的氣體就會冒出來,沿料流方向刻蝕成一連串在光照下閃閃爍爍的大大小小的泡點,稱之為銀紋或氣紋。實際上,在注塑過程中氣體的存在是不可避免的,而且有相當一部分還殘留在塑料內(nèi)部。
當模內(nèi)壓力足夠大,而氣體含量又不超過一定的限度時,氣體以分散的狀態(tài)溶解到塑料里面去;但當模內(nèi)壓力不夠大,而氣體含量又超過一定的限度時,這些氣體便從熔融塑料中紛紛釋放出來,到達制品表面而形成銀紋,困閉在厚的壁體內(nèi)而成為氣泡。
無論是制品表面的銀紋,還是制品壁內(nèi)的氣泡,都可能是由4種氣體中某一種氣體為主的作用結(jié)果或幾種氣體共同作用的結(jié)果,它與原料、模具、塑化系統(tǒng)、工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)、甚至天氣的變化(尤其是濕度的變化)等因素有很大的關(guān)系。所以這個問題比較復雜。但不管怎樣,問題的重點及解決對策應該集中在氣體上,也就是說應如何控制氣體的含量。
1.PC原料
(1)水氣。
一般說來,如果氣泡不規(guī)則地分散在制品表面,大都是由水汽所引起的。
PC 的熱熔料對水分非常敏感,要求含水量在0.02%以下。所以要控制水分的含量,就要對料進行充分的干燥。一般PC料的干燥溫度在120℃左右,干燥時間4h左右,時間不能太長,如超過l0h,物料易變質(zhì),特別是加入了阻燃劑的料更不宜干燥時間過長;而干燥方式則以除濕干燥機的效果為最好,對料也沒有影響。檢查干燥效果是否良好,可用對空注射法,看射出的料是否連續(xù)、光潔且不冒白氣。
(2)空氣
如果氣泡粒極為細微而密集,主要分布在制品澆口周圍,形成光芒狀紋或扇形紋,這多半是空氣引起的。
空氣來源為: 料內(nèi)夾帶空氣。當澆口料較多,且顆粒大小相差懸殊時,易夾帶空氣。所以使用澆口料時,最好把粉料篩選出來。若熔融時背壓太低,螺桿轉(zhuǎn)速又高,使螺桿回退過快,空氣易隨料一起推向機筒前端,故一般提倡在冷卻時間內(nèi)盡量延長熔融時間,這對提高塑化質(zhì)量是很有幫助的。
若下料段溫度控制不好,溫度過高會使一部分料過早熔融而堵塞了空氣退出下料口的通路;而溫度過低則預熱不夠,使一部分粒料進人均化段而裹入空氣。另外,松退量過大也會吸入空氣。遇到上述情況,一般調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速、背壓及松退量可大致能夠解決。
為了使熔體粘度較高的PC料能順利充模,一般是提高熔料溫度和增加注塑壓力。在高溫高壓下,如果注射速率較快,熔體會突然穿過狹窄的流道和澆口進入具有較大自由空間的模腔,這樣從熔體中釋放出來的氣體再夾帶流道及模腔內(nèi)的空氣而形成高速噴射狀態(tài),在冷凝塑料表面就會出現(xiàn)分散氣流的痕跡即氣紋。
另外,如果模腔內(nèi)轉(zhuǎn)角較多、厚薄相差過大,或鑲件多、澆口位置不當時,熔體就會涌人模腔,激蕩模內(nèi)空氣形成渦流,在一定的部位就會形成氣紋,如成型電器產(chǎn)品的開關(guān)插座面板,由于其插口、接口及開關(guān)都集中在一個部位,故經(jīng)常會出現(xiàn)這種情況。解決此缺陷的辦法是,一方面修改模具,加強模具排氣,優(yōu)化澆口位置;另一方面降低充模速率,特別是有氣紋部位的注射速率。
(3)分解氣
由于PC料需在高溫下成型,產(chǎn)生一些分解是不可避免的,不過如何避免大量分解及怎樣排除氣體卻是值得探討的。
同上述的變色一樣,產(chǎn)生分解氣的主要原因是熔體溫度過高。比如,機筒溫度設定過高,或機筒的發(fā)熱圈控制失調(diào),應由噴嘴開始,逐段檢查發(fā)熱圈,以降低機筒溫度;熔體在機筒里停留時間過長(如生產(chǎn)小制品使用大設備,緩沖墊量過大),成型周期太長,或機筒內(nèi)的呆料、死角處存料因長時間受熱而引起分解;或熔體在機筒里受到強剪切作用,如螺桿的壓縮比過大,螺桿轉(zhuǎn)速過高,背壓太大等也會分解。
另外,噴嘴孔徑過小,模具澆口、流道太小,型腔阻力大等均能使通過的熔體因摩擦而造成局部過熱而分解,因此加工PC料時,所取噴嘴孔徑、澆口、流道尺寸都較大,排氣槽要深,且不宜制作薄壁制品。
還有一個重要原因是PC本身質(zhì)量差,容易分解,這一點常常被用戶所忽視,而把問題推到模具及加工設備上,從而找不到解決問題的正確辦法。
(4)溶劑氣
溶劑氣主要與生產(chǎn)中操作質(zhì)量有關(guān),如機筒清洗不干凈,助劑加得過多等。溶劑氣可通過充分干燥除去大部分,它對氣紋影響不是很大。
透明制品內(nèi)部存在的泡點有時很難分清是氣泡還是真空泡。一般認為,如果開模瞬間已發(fā)現(xiàn)存在泡點,而且存放一段時間后體積沒什么變化則為氣泡,屬于氣體干擾引起的;如果在脫模冷卻過程中出現(xiàn)并變大,則屬于真空泡。
真空泡的形成是由于充模時料不足或壓力較低,在模具急劇冷卻作用下,與模壁接觸的熔料表面首先固化,然后中心部分的熔料冷卻收縮,造成體積縮小而形成中空即泡點。
2.解決辦法
提高注塑壓力、注射時間和料量;
調(diào)整料溫:當真空泡遠離澆口位置時,提高料溫使熔料流動順暢,壓力能傳遞到遠離澆口的部位;
當真空泡在澆口附近時可降低料溫使收縮減小;
適當提高模具溫度,特別是形成真空泡部位局部的模具溫度;
將澆口設在制品厚壁部位,改善噴嘴、流道和澆口的流動狀況及模具排氣狀況;
縮短制品在模內(nèi)的冷卻時間,必要時將制品投入熱水中緩慢冷卻;
用點澆口成型的制品可用慢速、低溫成型來解決真空泡問題,當流道上有真空泡時可加大流道尺寸。
另外,在生產(chǎn)過程中還發(fā)現(xiàn)PC制品脫模后很快在厚壁部位出現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象,這是由于冷卻不夠使PC內(nèi)部氣體膨脹造成的。一般可用延長冷卻時間、加強冷卻效果、提高保壓壓力和時間、延緩PC分解等措施解決。
趣味探索訊 跟陸地相比,海洋面積顯然要廣闊得多,盡管陸地上有引以為傲的拔8844米珠峰,而海洋中卻有深不見底的11034米馬里亞納海溝,因此海洋是一個地形比地面還要復雜得多的水下世界。每年海洋都會出現(xiàn)多個關(guān)于未知生物事件,對于難以涉足水下的人類來說充滿了神秘感。
在20世紀初,相傳俄美白令海海域上時常升起巨型黑色氣泡,并且多次被阿拉斯加“信天翁”輪船水手看到。水手在報告中寫到,每個氣泡大如一棟超級大廈,每隔一段時間就從海底升起,宛如一條在海底酣睡巨龍在呼吸。不過,美國地質(zhì)調(diào)查局阿拉斯加火山天文臺研究團隊在經(jīng)過研究后,證實黑色氣泡實際上是由水下火山爆發(fā)造成。
之前數(shù)據(jù)顯示,地球70%以上火山也都在海洋中進行。今天新研究表明,當白令海阿留申群島的博戈斯洛夫火山在水下爆發(fā)時,就會在熔巖通道口聚集大量火山氣體,形成一個巨型黑色氣泡,并以半球形狀快速增長,甚至一直延伸到海平面之上,跨度最大可達440米。氣泡不會無限增大,始終會有爆炸的那一刻,當氣泡爆炸時,會釋放出直沖萬米高空的火山灰。
奇怪的是,附近天空伴隨著一種長達10秒的嗡嗡聲。從研究人員那里了解到,嗡嗡聲是一種次聲低頻波,所以人耳朵根本聽不到。為了找到嗡嗡聲音來源,研究人員查詢了很多關(guān)于水下火山的資料,并對黑色氣泡形成、成長、破滅進行了計算機模擬,發(fā)現(xiàn)當氣泡外部壓力超過氣泡內(nèi)部壓力時,氣泡開始收縮結(jié)果導致爆炸。
而嗡嗡聲正來源于氣泡快速增長和爆炸過程。在2017年年底,美國地質(zhì)調(diào)查局研究團隊使用美國偵察衛(wèi)星還捕捉到博戈斯洛夫火山爆炸后突然釋放大量火山灰照片,但遺憾的是,衛(wèi)星多次掠過阿留申群島上空,但未成功捕捉到黑色氣泡。
盡管白令海黑色氣泡之謎已經(jīng)揭開,但美國地質(zhì)調(diào)查局科學家表示,仍存在著懸而未決的謎團。因為衛(wèi)星并未真正捕捉到黑色氣泡,還有就是氣泡周圍是個什么樣環(huán)境,完全是咸海水,還是由大量淤泥構(gòu)成呢,目前還不得而知,所以需要進一步深入研究。這項研究已發(fā)表在《自然地球科學》雜志上。更有趣的科學探索內(nèi)容請關(guān)注唯一微信公眾號:有趣探索