熱塑性彈性體制品起皮分層問題的“三點式”分析
在注塑行業生產中,熱塑性彈性體制品常出現起皮與分層現象。針對這一問題,業內常用“三點式”分析法,即從材料、模具、注塑工藝三方面進行剖析。
一、材料源頭分析
熱塑性彈性體多為共混物,如PP/SEBS、PP/EPDM等,這類共混物更易發生起皮/分層。不同材料間的相容性差異是關鍵因素,例如TPU/SEBS、TPEE/SEBS、TPU/EPDM體系,即便添加了相容劑,因TPU與SEBS或EPDM相容性差異大,仍會導致制品分層。分子結構相似但分子量差異大,或熔點/軟化點差異大的材料,粘度差異大,塑化流動時不同步,也易造成不相容和起皮/分層。此外,材料的包覆能力也很重要,包覆能力強的聚合物能容納更多不同聚合物,減少起皮分層風險。
二、模具的影響分析
模具的澆口和型腔設計對注塑有重要影響,涉及熔體破裂和流動分布不均兩個概念。
熔體破裂:高分子材料在擠出、注射成型時,剪切速率或應力增加到一定值,擠出物表面會出現不規則結節、扭曲等,甚至斷裂,即“熔體破裂”。模具型腔、澆口設計錯誤會強化此現象,如澆口尺寸過小,會導致熔體過度剪切,產品表面起皮,這種起皮較輕微。解決方案是澆口尺寸設計合理,模具型腔設計避免突然變化。
流動分布不均:高分子流體包裹填料在澆口、型腔流動,流動性好的聚合物更貼近模具表面,主導聚合物裹挾非主導聚合物流動,固化慢的聚合物流動更遠,這些因素造成材料各組分在型腔中分布不均,導致起皮現象較嚴重,甚至能撕下一整張皮。此問題與模具設計關系不大,更多要考慮材料相容性。
三、注塑工藝分析
通過注塑工藝解決起皮/分層現象最為快捷,但嚴重分層現象無法僅靠注塑工藝調整解決。對于熔體破裂造成的起皮,可采取提高注塑溫度和模具溫度,提高材料流動性,降低注塑壓力和速度,減少材料熔體在澆口或型腔突變位置的過高剪切力;同時避免材料冷卻過快,防止固化與未完全固化材料間缺乏融合。另外,澆口處形成的圓形凹坑或光斑,類似起皮,通常由過度保壓引起,因熱塑性彈性體較軟,保壓會進一步推進材料,導致后續熔體與已固化材料融合不佳。
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