如何降低PPO制品的内应力？
PPO 制品内应力高主要有以下原因： 分子结构与特性 刚性分子链：PPO 的分子链中含有大量的苯环结构，分子链刚性大，分子间作用力强。在成型加工过程中，分子链的运动和取向受到限制，容易产生内应力。当制品从高温的熔融状态冷却至室温时，分子链的热运动减弱，被冻结在取向状态，从而导致内应力的产生。 高玻璃化转变温度：PPO 的玻璃化转变温度较高，一般在 210℃左右。在成型过程中，当制品冷却至玻璃化转变温度以下时，分子链的运动能力急剧下降，分子链的构象来不及调整到平衡状态，就被 “冻结” 下来，从而产生内应力。 成型加工工艺 注射压力过高：在注射成型过程中，如果注射压力过大，会使熔体在模具型腔中受到较大的剪切力和挤压力，导致分子链的取向程度增加，从而产生较高的内应力。尤其是在制品的薄壁部位和结构复杂的部位，更容易因注射压力过高而产生内应力集中。 保压时间过长：保压阶段是为了使熔体在模具型腔中进一步压实，以保证制品的尺寸精度和外观质量。然而，如果保压时间过长，会使熔体在高压下长时间保持取向状态，增加内应力的产生。 冷却速度不均：制品在模具中的冷却速度不均匀也是导致内应力产生的重要原因之一。例如，制品的厚壁部位和薄壁部位、型芯部位和型腔部位的冷却速度可能存在差异，这种不均匀的冷却会导致不同部位的收缩不一致，从而产生内应力。当制品从模具中取出后，内应力会进一步释放，导致制品出现变形、翘曲等缺陷。 模具设计不合理 浇口设计不当：浇口的位置、数量和形状等因素会影响熔体在模具型腔中的流动情况。如果浇口位置不合理，如设置在制品的厚壁部位或应力集中部位，会导致熔体在充模过程中产生不均匀的流动，进而引起内应力的产生。此外，浇口数量过少或形状不合理，也会使熔体的流动阻力增大，增加内应力。 脱模机构设计不合理：制品在脱模过程中，如果脱模机构设计不合理，如脱模斜度不足、顶出位置不当等，会使制品在脱模时受到较大的摩擦力和拉伸力，从而产生内应力。尤其是对于一些形状复杂、尺寸精度要求高的制品，脱模机构的设计对制品内应力的影响更为显著。 制品结构设计问题 壁厚差异大：制品的壁厚差异过大是导致内应力产生的常见结构设计问题之一。在壁厚差异较大的部位，冷却速度不一致，厚壁部位冷却慢，薄壁部位冷却快，这种不均匀的冷却会导致收缩不均匀，从而产生内应力。当内应力超过制品的强度极限时，制品就会出现开裂、变形等缺陷。 结构复杂：结构复杂的制品在成型过程中，熔体的流动路径较长，容易产生流动阻力和剪切力，导致分子链的取向程度增加，从而产生内应力。此外，复杂的结构还会使制品在脱模时受到较大的应力，进一步加剧内应力的产生。 降低 PPO 制品内应力可以从以下几个方面入手： 优化成型加工工艺 调整注射压力：适当降低注射压力，可减少熔体在充模过程中所受的剪切力和挤压力，从而降低分子链的取向程度，减少内应力的产生。但注射压力也不能过低，否则会导致制品出现充模不足、表面质量差等问题，需根据具体的制品结构和尺寸等因素，合理调整注射压力。 缩短保压时间：在保证制品质量的前提下，尽量缩短保压时间，避免熔体在高压下长时间保持取向状态，以降低内应力。可通过多次试验，确定合适的保压时间，一般来说，保压时间控制在制品厚度每增加 1mm，保压时间增加 1-2s 为宜。 控制冷却速度：采用适当的冷却方式和冷却时间，使制品均匀冷却，可减少因冷却速度不均而产生的内应力。例如，对于壁厚差异较大的制品，可采用分段冷却的方法，在厚壁部位适当延长冷却时间，或采用冷却介质循环控制等方式，使制品各部位的冷却速度趋于一致。 合理设计模具 优化浇口设计：合理选择浇口的位置、数量和形状，使熔体在模具型腔中能够均匀、平稳地流动，减少内应力的产生。一般来说，浇口应设置在制品的壁厚较均匀、远离应力集中部位的地方，且浇口数量应根据制品的形状和尺寸合理确定，避免熔体流动过长或产生涡流。此外，采用扇形浇口、潜伏式浇口等形状的浇口，可使熔体的流动更加均匀，有利于降低内应力。 设计合理的脱模机构：增大脱模斜度，一般在 1°-3° 之间，以便制品顺利脱模，减少脱模时的摩擦力和拉伸力；合理布置顶出位置和顶出数量，使制品在脱模时各部位受力均匀，避免因局部受力过大而产生内应力。 进行制品结构优化 减小壁厚差异：在制品设计时，应尽量减小壁厚差异，使制品各部位的壁厚趋于均匀。对于必须存在壁厚差异的部位，应采用渐变过渡的方式，避免壁厚的突然变化，以减少冷却过程中的收缩不均匀，从而降低内应力。 简化制品结构：尽量简化制品的结构，减少复杂的形状和结构设计，使熔体在充模过程中能够更加顺畅地流动，降低分子链的取向程度和内应力的产生。对于一些无法简化的复杂结构，可采用分体设计、组合成型的方法，降低成型难度和内应力。 实施后处理工艺 热处理：对成型后的 PPO 制品进行热处理，是降低内应力的有效方法之一。可将制品置于一定温度的烘箱或油浴中进行加热处理，使分子链得到一定程度的松弛，从而消除内应力。一般热处理温度在 160℃-180℃之间，处理时间根据制品的厚度和形状等因素而定，通常为 2-4h。 调湿处理：对于一些尺寸精度要求较高的 PPO 制品，可进行调湿处理。将制品置于一定湿度的环境中或浸泡在水中，使制品吸收一定量的水分，从而使分子链得到松弛，降低内应力。调湿处理的时间和湿度应根据制品的具体要求和材料特性进行合理控制。