内应力

内应力

注塑过程会产生内应力会带来很多影响，下面就系统谈下内应力。

1、关于称谓

通常的定义“内应力是塑料在成型加工的过程中高分子链段受到强迫高弹形变后趋于回复的一种力量”并不完全。其实内应力是指熔融树脂在冷却过程中会由于热效应/取向效应带来的内部应力，但我们理解其时候不要仅仅理解其为静止的应力，它其实伴随着缩水，变形等动态现象，大家可以理解它为内应力效应。

2、关于影响

内应力在塑胶产品中或多或少一定都有，它带来的影响有：缩水缺陷，变形缺陷，真空泡缺陷，分层缺陷，应力开裂缺陷（特别是有金属嵌件的开裂，烤漆电镀时的开裂，天气变化变冷时候的开裂，尖角开裂），粘模缺陷，起皮缺陷等。

3、内应力的成因及分类。

大体上内应力分为3类。

3.1冻结应力。由于“喷泉流动”的原因，正常熔体最外层其分子链被强制拉直且紧贴模腔壁冷却，这层冷固层大约0.05~~0.2mm厚，依据剪切力和模具温度不同而不同，这种被强制拉直的状态不是高分子链的本来状态，是不稳定的。这层是致密的，密度最高，但其取向并不严重。

3.2 取向应力。冷固了的停止流动的凝固层与中心热的芯部形成速度剪刀差，高的速度梯度下形成了高取向层，这层厚度比凝固层后，取向更大，回复趋势更明显。

3.3 体积应变应力。热的芯部慢慢收缩，形成低密度的芯部，而外部的密度相对较高，密度不同带来了应力差异。这样，外层是压应力，内层是拉应力，这种拉压的趋势产生了巨大的应力。

4、各种不同机理应力的缺陷果。

4.1冻结应力对应的缺陷<=>应力开裂；

4.2取向应力对应的缺陷<=>变形，起皮，分层；

4.3 体积应变应力对应的缺陷<=>收缩，真空泡，脱模裂；

5、消除措施。了解到上述原因，消除措施也就简单了。

5.1冻结应力的消除。就是高模温低剪切。也就是高模温低射速而已。

5.2取向应力的消除。就是低射速低剪切。

5.3体积应变应力的消除。低的内压就可以了，就是饱和度低点，也就是保压小点短点。

最终的话，退火是消除应力的最佳途径。

6、新工艺的应用。

6.1高模温可以有效减少冻结应力及取向应力，所以现在的急冷急热技术可以大大消除这2方面应力。

6.2射胶完毕后停止可以有效减少体积应变应力和取向应力。所以在工艺上选用超低的一段保压对上述有效，当然更有效的是射胶后螺杆倒索再保压。一些伺服电动机可以实现这个功能，比如JSW的伺服电动机。

7、关于应力相关的通俗解释。

理论要通俗易懂，下面简单通俗地说下应力。

7.1应力开裂。以常见的二次处理时候的应力开裂为例。溶剂可以诱导塑料开裂，这主要是冻结应力和取向应力的。我们可以理解塑料是柴堆，微观上看它有很多空隙的，而低分子性质活泼的溶剂（比如苯，乙醚，丙酮）是小爬虫，可以很轻松进入柴堆内部，也就是塑料的内部，破坏塑料高分子链间的范德华力和氢键的力，导致分子链松散，表面开裂。

7.2 收缩及真空泡。收缩及真空泡其实是一回事，当塑料内部收缩时候，局部密度减小，体积空间必然要减小，这样或者向内收缩或者外部收缩，前者就是真空泡后者就是缩水，所以产品用热水浸泡就是消除内部收缩趋势。模具表面低温就是消除外部收缩趋势，因为它的表皮厚，被拉动困难而已。

7.3.变形。现在通常的理论都说变形原因中，取向应力是最主要的，我的观点不是这样，取向应力对变形影响不大，对开裂有影响对起皮有影响但变形主要还是局部的体积应变应力差异造成的。