挤出PC管开裂常见原因分析

挤出PC管开裂常见原因分析
PC材料生产的制件产品容易出现开裂问题，一般开裂也都主要是成型过程中产品产生的内应力，在外部条件的作用下，产生应力开裂。

PC灯管在挤出成型时，在熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素，导致内部产生不均匀的受力状况，而产生一种内在应力。

内应力的实质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平衡构象，这种不平衡构象在冷却固化时不能立即恢复到与环境条件相适应的平衡构象，这种不平衡构象的实质为一种可逆的高弹形变，而冻结的高弹形变平时以位能形式贮存在塑料制品中，在适宜的条件下，这种被迫的不稳定的构象将向自由的稳定的构象转化，位能转变为动能而释放。

当大分子链间的作用力和相互缠结力承受不住这种动能时，内应力平衡即遭到破坏，塑料制品就会产生应力开裂及翘曲变形等现象。

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贮存和使用过程中出现翘曲变形和开裂，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。

为此，必须找出内应力产生的原因及消除内应力的办法，最大程度地降低塑料制品内部的应力，并使残余内应力在塑料制品上尽可能均匀地分布，避免产生应力集中现象，从而改善塑料制品的力学、热学等性能。

PC材料在挤出成型灯管的过程中，在加工过程中受到螺杆较强的剪切作用，加工中存在的取向与结晶作用，熔体各部位冷却速度极难做到均匀一致，熔体塑化不均匀，导致内应力产生。

对于PC材料制品，需要尽可能降低产品成型的内应力，可以通过如下几个方面进行控制改善：
（1）原材料配方方面调整，选取分子量大、分子量分布窄的树脂去进行改性。

聚合物分子量越大，大分子链间作用力和缠结程度增加，其制品抗应力开裂能力较强；聚合物分子量分布越宽，其中低分子量成分越大，容易首先形成微观撕裂，造成应力集中，导致制品容易开裂。

（2）成型加工条件的控制，挤出过程中，适当提高炮筒温度，有利于取向应力的降低，熔体塑化均匀，粘度下降，流动性增加，在熔体充满型腔过程中，分子取向作用小，因而取向应力较小。

但温度也不能太高，过高挤出难定型，导致较难冷却。

（3）对制件进行热处理，将成型制品在一定温度下停留一段时间有利于应力消除。

热处理是消除塑料制品内取向应力的最好方法。

成型出来的制件进行热处理时，可以使高聚物分子由不平衡构象向平衡构象转变，使强迫冻结的处于不稳定的高弹形变获得能量而进行热松弛，从而降低或基本消除内应力。

（4）产品结构设计优化，尽可能采用壁厚均匀的设计方案，降低产品由于壁厚不均匀，成型过程中出现冷却不均匀而导致产生应力集中。

针对PC灯管，需要尽可能的降低制件成型过程中内应力的产品，才能确保灯管组装成成品后，能够通过一些成品灯的一些老化可靠性测试。

实际使用过程中，PC共挤灯管点灯或高温老化有时也会出现开裂问题，除上述本身制件内应力导致产品使用过程中开裂，还有可能是成品灯点灯过程中，产生化学物质导致同PC产生反应，而发生开裂。

PC材料的耐有机溶剂能力差，容易产生反应而导致制件发生开裂。

对于PC灯管点灯或高温测试发生开裂的问题，可以从如下几个方面去分析：
（1）化学物质。

在点灯过程中，电源驱动的某些元器件会挥发出一些化学物质，这些化学物质促使了PC塑管的分解。

化学物质的来源，一般是电源上面用到的凡立水、助焊剂、化学涂层等。

对于灯管开裂的真因，可以直接将电源外置与内置进行比对，看是否开裂，即可判断出是否跟电源相关。

（2）成品点灯过程中，局部温度过高，超出材料耐温能力。

对于PC材料，如果长时间在120℃以上温度运行，会导致材料性能发生衰减，导致材料发生讲解，制件局部受高温位置出现开裂问题。

（3）PC管成型过程中内应力集中，导致点灯后出现开裂问题。

如是该问题导致开裂，可以通过换用高分子链材料或对制件进行热处理，降低内应力。

为了确定制件应力情况，可以采用一些应力的检测方法：
（1）溶济法：把零件直接浸泡到溶剂中， 2min左右（可以根据实际产品需求来定义），在拿出来看是否有开裂来判断是否有应力，以及应力存在位置大小等。

（2）仪器法：用偏振仪或偏光片照塑料制件，视彩色光带多少，剖析内应力的强弱，该方法只适用于透明的制件。