塑膠產(chǎn)品內(nèi)應力研究報告與消除方法

1、-. z.塑膠產(chǎn)品應力研究與消除方法一1.注塑制品一個普遍存在的缺點是有應力。應力的存在不僅是制件在儲存和使用中出現(xiàn)翹曲變形和開裂的重要原因，也是影響制件光學性能、電學性能、物理力學性能和表觀質量的重要因素。因此找出各種成型因素對注塑制品應力影響的規(guī)律性，以便采取有效措施減少制件的應力，并使其在制件斷面上盡可能均勻地分布，這對提高注塑制品的質量具有重要意義。特別是在制件使用條件下要承受熱、有機溶劑和其他能加速制件開裂的腐蝕介質時，減少制件的應力對保證其正常工作具有更加重要的意義。此外，掌握注塑制品應力的消除方法和測試方法也很有必要 2應力的種類 高分子材料在成型過程中形成的不平衡構象，在成型之

2、后不能立即恢復到與環(huán)境條件相適應的平衡構象，是注塑制品存在應力的主要原因。另外，外力使制件產(chǎn)生強迫高彈形變也會在其中形成應力。根據(jù)起因不同，通常認為熱塑性塑料注塑制件中主要存在著四種不同形式的應力。對注塑制件力學性能影響最大的是取向應力和體積溫度應力。 2.1取向應力 高分子取向使制件存在著未松弛的高彈形變，主要集中在表層和澆口的附近，使這些地方存在著較大的取向應力，用退火的方法可以消除制件的取向應力。試驗說明，提高加工溫度和模具溫度、降低注射壓力和注射速度、縮短注射時間和保壓時間都能在不同程度上使制件的取向應力減小。 2.2體積溫度應力 體積溫度應力是制件冷卻時不均勻收縮引起的。因外收縮不均

3、而產(chǎn)生的體積溫度應力主要靠減少制件外層冷卻降溫速率的差異來降低。這可以通過提高模具溫度、降低加工溫度來到達。 加工結晶塑料制件時，常常因各局部結晶構造和結晶度不等而出現(xiàn)結晶應力。模具溫度是影響結晶過程的最主要的工藝因素，降低模具溫度可以降低結晶應力。 帶金屬嵌件的塑件成型時，嵌件周圍的料層由于兩種材料線膨脹系數(shù)不等而出現(xiàn)收縮應力，可通過預熱嵌件降低應力。 這兩種應力主要是由于收縮不均而產(chǎn)生的，也屬于體積溫度應力。 2.3與制件體積不平衡有關的應力 高分子在模腔凝固時，甚至在極其緩慢的條件下要使制件在脫模后立即到達其平衡體積，在實際上是不可能的。實驗測定說明，注塑制件中這種形式的應力一般很小。

4、2.4 與制件頂出變形有關的應力 這種應力主要與開模條件和模具頂出機構的設計有關。正確選擇開模條件使開模前的模腔壓力接近于零，根據(jù)制件的構造和形狀設計合理的頂出機構，使制件頂出時不致變形，是可以將這種形式的應力減少到不會影響制件力學性能的限度以的。 3影響注塑制品應力的因素分析 注塑制品的造型設計不合理、模具設計不合理、成型工藝條件不正確、注射機選用不當?shù)榷紩怪破反嬖诒葦M大的應力。影響制品應力的因素很多，也很復雜。主要影響因素見下列圖所示 3.1造型設計 圓角 塑料制品除了使用上要求采用尖角外，各外表相交處應盡可能采用圓弧過渡。由于制品形狀和截面的變化，使注塑過程中熔料在尖角處的流態(tài)發(fā)生急劇

5、變化而產(chǎn)生大的應力，而且殘留在尖角處。在有載荷或受沖擊振動時會發(fā)生破裂，甚至在脫模過程中即由于模塑應力而開裂，特別是制品的圓角。一般，即使采用R為0.5mm的圓角就能使塑件強度大為增加。一般情況下，理想的圓角半徑應有壁厚的1/4以上。外圓角半徑可取壁厚的1.5倍。 采用圓弧過渡既可以減少應力集中，還可大大改善塑料的充模特性，防止在轉角處產(chǎn)生沖擊形成波紋或充不滿模腔。 塑件設計成圓角，使模具型腔對應部位也呈圓角，這樣增加了模具的鞏固性，塑件的外圓角對應著型腔的圓角，它使模具在淬火或使用時不至于因應力集中而開裂，提高了模具的使用壽命。但是在塑件的*些部位如分型面、型芯與型腔配合處等不便做成圓角而只

6、能采用尖角。 除相交外表的尖角外，鋒利的螺紋牙也是嚴重的應力集中源，采用倒圓角的螺紋可減少應力集中，提高螺紋強度。 制品壁厚 制品壁厚是構造設計時所需要考慮的重要因素。不合理的壁厚會給制品帶來很多缺陷。增加壁厚既可改善樹脂的充模特性，又可降低取向應力，減少變形，提高制品強度。但同時收縮加大，保壓和冷卻時間加長，生產(chǎn)效率降低，消耗材料多。較大的收縮應力還將造成制品外表產(chǎn)生凹陷或部出現(xiàn)縮孔與氣泡，既影響外觀又降低了強度。增加壁厚的同時也增加了制品的外表積，外表積與體積之比越大，外表冷卻越快，取向應力和體積溫度應力都隨之增大。如果制品壁太薄，會降低強度，脫模時易破裂，還有礙于樹脂的充模流動，造成填充

7、缺乏或出現(xiàn)明顯的熔合紋，嚴重影響制品質量。每種塑料根據(jù)充模能力都有一個最小壁厚。確定壁厚時在滿足強度要求的前提下，壁厚盡量取薄些，可節(jié)省材料，減輕制品重量，降低本錢，但不能小于最小壁厚。ABS常用的標準壁厚為1.23.5mm。壁厚設計還應注意均勻一致，否則將會由于收縮應力引起制品的翹曲變形。同一制品中，假設必須存在壁厚相差較大的情況時，連接處應逐漸過渡，防止截面的突變。 金屬嵌件 由于金屬嵌件冷卻時尺寸變化與塑料的熱收縮值相差很大，使嵌件周圍產(chǎn)生很大的應力，而造成塑件的開裂。對*些高剛性的工程塑料更甚，如聚碳酸酯；但對于彈性和冷流動性大的塑料則應力值較低。當有金屬嵌件存在時，應盡量防止制件開裂

8、： 1如能選用與塑料線膨脹系數(shù)相近的金屬作嵌件，應力值可以降低； 2嵌件周圍的塑料應有足夠的厚度，否則會由于存在收縮應力而開裂； 3嵌件的頂部也應有足夠厚的塑料層，否則嵌件頂部塑件外表會出現(xiàn)鼓包或裂紋； 4嵌件不應帶尖角、銳邊，以減少應力集中； 5熱塑性塑料注射成型時，將金屬嵌件預熱到接近物料溫度，可減少由于金屬與塑料熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的收縮應力； 6對于應力難以自消的塑料，可先在嵌件周圍被覆一層高分子彈性體或在成型后進展退火處理來降低應力； 7在塑件成型后再裝配或壓入嵌件，可調節(jié)因嵌入嵌件而造成的應力值，使制件不致破裂。 3.2 注塑機選用 注射機選用不當，也會產(chǎn)生應力。那種認為大容量注射

9、機注射小模具中的制品會減少應力的說法不正確。有時會因為壓力過高、噴嘴構造不適宜或混料造成較大的應力。 3.3 模具設計 模具澆注系統(tǒng)和頂出機構設計不當都會使制件產(chǎn)生應力。 澆注系統(tǒng) 模具澆注系統(tǒng)設計不合理如澆口大小不適宜、澆道太窄、主流動太長、澆口位置不合理都會造成應力： 1澆口尺寸太大，補料時間就會延長，會增大大分子的凍結取向和凍結應變，造成很大的補料應力，特別在澆口附近應力更大。小澆口的適時封閉，能適當?shù)乜刂蒲a料時間。但澆口尺寸也不宜太小，過小的澆口會造成太大的流動阻力，產(chǎn)生取向應力。 2主流道太長、流道太窄、流道的急劇轉折都會使流動阻力加大，延長進料時間或需增大注射壓力和保壓壓力，會使制

10、品產(chǎn)生更高的取向應力。 3澆口位置的選取除考慮制品外觀和熔接縫外，還應盡量減少在流動方向上由于充模和補料而造成的定向作用。 頂出機構 頂出機構設計不當，使脫模力不均衡或型芯外表在脫模過程中形成真空或施加過大的脫模力，都會造成塑件產(chǎn)生強迫高彈形變形成應力，甚至龜裂，嚴重時發(fā)生開裂。龜裂和開裂看上去相似，本質上有區(qū)別。龜裂不是空隙狀的缺陷，是高分子本身同所加應力成平行方向排列，經(jīng)過加熱又能恢復到無龜裂的狀態(tài)，所以能用熱處理方法解決。注塑成型后立即熱處理效果較好。防止頂出產(chǎn)生應力需改善脫模條件，如仔細磨光型芯側面；增加脫模斜度；平衡頂出力；頂桿應布置在脫模阻力最大的部位如型芯凸臺附近及能承受較大頂出

11、力的部位，如加強筋、凸緣、塑件端面等部位。 3.4機械加工 注塑制品除為切除大澆口冷凝料而進展機械加工外，當制件尺寸精度和形位公差要求很高而無法通過模具設計與調整工藝條件得到保證，或零件上有難以一次成型出的形狀如小而深的孔或螺紋等時，成型之后就需要進展機械加工。常用的機械加工工藝有車、銑、刨、鉆、鋸、鉸孔和拱螺紋等。但機械加工會使塑件部產(chǎn)生應力，因此加工時應用專用刀具、宜采用較低的切削速度、小切削量和低速度，還應保證充分冷卻。對于易產(chǎn)生應力的制品應進展屢次熱處理。 3.5注塑成型工藝條件 注塑制品由于成型工藝特點不可防止的存在應力，但工藝條件控制得當就會使塑件應力降低到最小程度，能夠保證制件的

12、正常使用。相反，如果工藝控制不當，制件就會存在很大的應力，不僅使制件強度下降，而且在儲存和使用過程中出現(xiàn)翹曲變形甚至開裂。需要控制的工藝條件如嵌件預熱、模具溫度、加工溫度、注射速度、注射壓力、保壓壓力、注射時間、保壓時間、冷卻時間等。溫度、壓力、時間是塑料成型工藝的主要因素。 金屬嵌件預熱 注射成型時，應將金屬嵌件預熱到接近物料溫度，預熱嵌件的目的是減少金屬與塑料冷卻時收縮值的差距，從而降低由于二者熱膨脹系數(shù)的不同而在嵌件周圍產(chǎn)生的收縮應力。收縮應力是注塑制品容易形成的應力的一種，這種應力的存在，是帶金屬嵌件的注塑制品出現(xiàn)裂紋和強度下降的重要原因。 模具溫度 提高模具溫度，可以降低因外收縮不均

13、而產(chǎn)生的體積溫度應力和高分子取向應力，也可以降低結晶塑料制品的結晶應力。但模溫也不能過高，模溫升高使冷卻時間延長，降低了生產(chǎn)效率。 加工溫度 提高加工溫度可降低取向應力，但同時會使因收縮不均而產(chǎn)生的體積溫度應力增加，同時也使封口壓力升高，延長冷卻時間才能順利脫模。 注射壓力、注射速度和注射時間 增大注射壓力使取向應力和結晶塑料的結晶應力增加，同時使封口壓力增大，必須延長冷卻時間才能順利脫模，否則會造成脫模應力；注射速度增加也會使取向應力和結晶應力增加，但對冷凝快的塑料還是用高的注射速度充模較為有利，因為冷凝快的塑料慢速注射需要更高的注射壓力來維持熔體的流動；注射時間不宜太長，模腔充滿以后就相當

14、于在注射壓力下保壓了，也會使制件的取向應力增加。 保壓壓力和保壓時間 冷卻中的熔體在外壓作用下產(chǎn)生的總形變中，有相當大一局部是彈性的，故使熔體在高壓下冷凝會在制件中產(chǎn)生較大的應力和高分子取向。壓實后立即降壓或補料過程中分步降壓有利于高分子解取向，所以降低保壓壓力和縮短保壓時間有利于取向應力的降低；延長保壓時間僅在一定圍取向度增大，澆口封閉之后再延長保壓時間對取向度的變化就不再影響。 冷卻時間 當注射壓力、保壓壓力、熔體溫度升高，澆口尺寸較大時都會使封口壓力升高，這時必須延長冷卻時間才能使開模前模腔的剩余壓力降到很低或接近于零，否則要將制件順利地從模具頂出是很困難的。假設強制脫模，制件在頂出時會

15、產(chǎn)生很大的應力，以至制件可能被劃傷，嚴重時會出現(xiàn)破裂。但冷卻時間也不宜過長，否則不但生產(chǎn)效率低，而且制件部壓力降到零以后進一步冷卻可能在制件部形成負壓，即由于冷卻收縮使制件外層之間產(chǎn)生拉應力。 3.注塑制品應力的消除方法在注塑成型或機械加工之后及時對制件進展熱處理是降低或消除其應力，使其部構造加速到達穩(wěn)定狀態(tài)的一個有效措施。對于要求強度高、尺寸穩(wěn)定性好的制件，往往在加工過程中進展不只一次的熱處理。熱處理的方法是：在加熱介質中先將溫度從室溫升到一定溫度這個溫度常稱為熱處理溫度或退火溫度，使制件在此溫度下保持一定的時間，然后緩慢地冷卻到室溫。影響熱處理效果最重要的工藝因素是熱處理溫度和熱處理時間。

16、在理論上熱處理溫度越高，熱處理時間越長，制件的應力就能在更大程度上被消除，其部構造就越趨于穩(wěn)定。但實際使用的溫度卻不能太高，溫度過高容易引起制件在熱處理過程中發(fā)生翹曲變形。一般認為，熱塑性塑料注塑件的熱處理溫度以稍低于熱變形溫度約低510為宜。熱處理時間則主要與塑料的性質與制件壁厚有關，高分子鏈的剛性越大，制件的壁越厚，需要進展熱處理的時間就越長。正確選用加熱介質對熱處理效果也很重要。用空氣作為加熱介質，有操作簡便和處理后不需要清洗等優(yōu)點。ABS塑料在6575空氣中處理24小時效果良好。但空氣熱傳導效率低，容易引起尼龍類和聚甲醛等塑料氧化變色。高沸點油作為熱處理介質有傳熱快、制件加熱均勻等優(yōu)點

17、，但操作比擬麻煩，而且處理后的制件上存留的油斑有時很難除去。吸水性強的尼龍類塑料制件用水或乙酸鉀的水溶液沸點121作熱處理介質比擬好。用這種介質既有利于防止制件在熱處理過程中氧化變色，又能使其加速到達吸濕平衡。熱處理有時不一定能到達理想的效果，只能作為一種輔助工序，完全依靠熱處理防止應力開裂的做法不可靠。必須從影響注塑制品應力的幾個主要因素方面采取有效措施，結合熱處理方法才能取得滿意效果。4.應力的危害4.1開裂：因為應力的存在，在受到外界作用後如移印時接觸到化學溶劑或者烤漆後端時高溫烘烤，會誘使應力釋放而在應力殘留位置開裂。開裂主要集中在澆口處或過度填充處。4.2翹曲及變形：因為殘留應力的存

18、在，因此產(chǎn)品在室溫時會有較長時間的內(nèi)應力釋放或者高溫時出現(xiàn)短時間內(nèi)殘留應力釋放的過程，同時產(chǎn)品局部存在位置強度差，產(chǎn)品就會在應力殘留位置產(chǎn)生翹曲或者變形問題。4.3產(chǎn)品尺寸變化：因為應力的存在，在產(chǎn)品放置或後處理的過程中，如果環(huán)境達到一定的溫度，產(chǎn)品就會因應力釋放而發(fā)生變化。5.應力檢測方法通常是把零件防在溶劑中,15s 2min等,在那出來看是否有開裂來判斷是否有應力常用塑膠件有于檢驗溶液對照表：ABS煤油、冰醋酸PC 四氯化碳PS 煤油、冰醋酸PA 正庚烷PSF四氯化碳PPO四氯化碳 塑料應力是指在塑料熔融加工過程中由于受到大分子鏈的取向和冷卻收縮等因素影響而產(chǎn)生的一種在應力。應力的實質為

19、大分子鏈在熔融加工過程中形成的不平衡構象，這種不平衡構象在冷卻固化時不能立即恢復到與環(huán)境條件相適應的平衡構象，這種不平衡構象的實質為一種可逆的高彈形變，而凍結的高彈形變平時以位能形式貯存在塑料制品中，在適宜的條件下，這種被迫的不穩(wěn)定的構象將向自由的穩(wěn)定的構象轉化，位能轉變?yōu)閯幽芏尫?。當大分子鏈間的作用力和相互纏結力承受不住這種動能時，應力平衡即遭到破壞，塑料制品就會產(chǎn)生應力開裂及翹曲變形等現(xiàn)象。 幾乎所有塑料制品都會不同程度地存在應力，尤其是塑料注射制品的應力更為明顯。應力的存在不僅使塑料制品在貯存和使用過程中出現(xiàn)翹曲變形和開裂，也影響塑料制品的力學性能、光學性能、電學性能及外觀質量。為此，

20、必須找出應力產(chǎn)生的原因及消除應力的方法，最大程度地降低塑料制品部的應力，并使剩余應力在塑料制品上盡可能均勻地分布，防止產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，從而改善塑料制品的力學1熱學等性能。 塑料應力產(chǎn)生的原因 產(chǎn)生應力的原因有很多，如塑料熔體在加工過程中受到較強的剪切作用，加工中存在的取向與結晶作用，熔體各部位冷卻速度極難做到均勻一致，熔體塑化不均勻，制品脫模困難等，都會引發(fā)應力的產(chǎn)生。依引起應力的原因不同，可將應力分成如下幾類。 1取向應力 取向應力是塑料熔體在流動充模和保壓補料過程中，大分子鏈沿流動方向排列定向構象被凍結而產(chǎn)生的一種應力。取向應力產(chǎn)生的具體過程為：*近流道壁的熔體因冷卻速度快而造成外層熔體

21、粘度增高，從一而使熔體在型腔中心層流速遠高于表層流速，導致熔體部層與層之間受到剪切應力作用，產(chǎn)生沿流動方向的取向。取向的大分子鏈凍結在塑料制品也就意味著其中存在未松弛的可逆高彈形變，所以說取向應力就是大分子鏈從取向構象力圖過渡到無取向構象的力。用熱處理的方法，可降低或消除塑料制品的取向應力。 塑料制品的取向應力分布為從制品的表層到層越來越小，并呈拋物線變化。 2冷卻應力 冷卻應力是塑料制品在熔融加工過程中因冷卻定型時收縮不均勻而產(chǎn)生的一種應力。尤其是對厚壁塑料制品，塑料制品的外層首先冷卻凝固收縮，其層可能還是熱熔體，這徉芯層就會限制表層的收縮，導致芯層處于壓應力狀態(tài)，而表層處于拉應力狀態(tài)。 塑

22、料制品冷卻應力的分布為從制品的表層到層越來越大，并也呈拋物線變化.。 另外，帶金屬嵌件的塑料制品，由于金屬與塑料的熱脹系數(shù)相差較大，容易形成收縮不一均勻的應力。 除上述兩種主要應力外，還有以下幾種應力：對于結晶塑料制品而言，其制品部各部位的結晶構造和結晶度不同也會產(chǎn)生應力。另外還有構型應.力及脫模應力等，只是其應力聽占比重都很小。 影響塑料應力產(chǎn)生的因素 1分子鏈的剛性 分子鏈剛性越大，熔體粘度越高，聚合物分子鏈活動性差，因而對于發(fā)生的可逆高彈形變恢復性差，易產(chǎn)生剩余應力口例如，一些分子鏈中含有苯環(huán)的聚合物，如PC、PPO、PPS等，其相應制品的應力偏大。 2分子鏈的極性 一分子鏈的極性越大，

23、分子間相互吸引的作用力越大，從而使分子間相互移動困難增大，恢復可逆彈性形變的程度減小，導致剩余應力大。例如，一些分子鏈中含有羰基、酯基、睛基等極性基團的塑料品種，其相應制品的應力較大。 3取代基團的位阻效應 大分子側基取代基團的體積越大，則阻礙大分子鏈自由運動導致剩余應力加大。例如，聚苯乙烯取代基團的苯基體積較大，因而聚苯乙烯制品的應力較大。 幾種常見聚合物的應力大小順序如下: PPOPSFPCABSPA6PPHDPE 塑料應力的降低與分散 1原料配方設計 1選取分子量大、分子量分布窄的樹脂 聚合物分子量越大，大分子鏈間作用力和纏結程度增加，其制品抗應力開裂能力較強；聚合物分子量分布越寬，其中

24、低分子量成分越大，容易首先形成微觀撕裂，造成應力集中，便制品開裂。 2選取雜質含量低的樹脂 聚合物的雜質即是應力的集中體，又會降低塑料的原有強度，應將雜質含量減少到最低程度。 3共混改性 易出現(xiàn)應力開裂的樹脂與適宜的其它樹脂共混，可降低應力的存在程度。 例如，在PC中混入適量PS，PS呈近似珠粒狀分散于PC連續(xù)相中，可使應力沿球面分散緩解并阻止裂紋擴展，從而到達降低應力的目的。再如，在PC中混入適量PE , PE球粒外沿可形成封閉的空化區(qū)，也可適當降低應力。 4增強改性 用增強纖維進展增強改性，可以降低制品的應力，這是因為纖維纏結了很多大分子鏈，從而提高應力開裂能力。例如，30%GFPC的耐應

25、力開裂能力比純PC提高6倍之多。 5成核改性 在結晶性塑料中參加適宜的成核劑，可以在其制品中形成許多小的球晶，使應力降低并得到分散。 2成型加工條件的控制 在塑料制品的成型過程中，但凡能減小制品中聚合物分子取向的成型因素都能夠降低取向應力；但凡能使制品中聚合物均勻冷卻的工藝條件都能降低冷卻應力；凡有助于塑料制品脫模的加工方法都有利于降低脫模應力。 對應力影響較大的加工條件主要有如下幾種。料筒溫度 較高的料筒溫度有利于取向應力的降低，這是因為在較高的料筒溫度，熔體塑化均勻，粘度下降，流動性增加，在熔體充滿型腔過程中，分子取向作用小，因而取向應力較小。而在較低料筒溫度下，熔體粘度較高，充模過程中分

26、子取向較多，冷卻定型后剩余應力則較大。但是，料筒溫度太高也不好，太高容易造成冷卻不充分，脫模時易造成變形，雖然取向應力減小，但冷卻應力和脫模應力反而增大。模具溫度 模具溫度的上下對取向應力和冷卻應力的影響都很大。一方面，模具溫度過低，會造成冷卻加快，易使冷卻不均勻而引起收縮上的較大差異，從而增大冷卻應力；另一方面，模具溫度過低，熔體進入模其后，溫度下降加快，熔體粘度增加迅速，造成在高粘度下充模，形成取向應力的程度明顯加大。 模溫對塑料結晶影響很大，模溫越高，越有利于晶粒堆砌嚴密，晶體部的缺陷減小或消除，從而減少應力。另外，對于不同厚度塑料制品，其模溫要求不同。對于厚壁制品其模溫要適當高一些。

27、以PC為例，其應力大小與模具溫度的關系如表5-5所示。注射壓力 注射壓力高，熔體充模過程中所受剪切作用力大，產(chǎn)生取向應力的時機也較大。因此，為了降低取向應力和消除脫模應力，應適當降低注射壓力。. 以PC為例，其應力大小與注射壓力的關系如表5-6所示。.保壓壓力 保壓壓力對塑料制品應力的影響大于注射壓力的影響。在保壓階段，隨著熔體溫度的降低，熔體粘度迅速增加，此時假設施以高壓，必然導致分子鏈的強迫取向，從而形成更大的取向應力。注射速度 注射速度越快，越容易造成分子鏈的取向程度增加，從而引起更大的取向應力。但注射速度過低，塑料熔體進入模腔后，可能先后分層而形成熔化痕，產(chǎn)生應力集中線，易產(chǎn)生應力開裂

28、。所以注射速度以適中為宜。最好采用變速注射，在速度逐漸減小下完畢充模。保壓時間 保壓時間越長，會增大塑料熔體的剪切作用，從而產(chǎn)生更大的彈性形變，凍結更多的取向應力。所以，取向應力隨保壓時間延長和補料量增加而顯著增大。開模剩余壓力 應適當調整注射壓力和保壓時間，使開模時模的剩余壓力接近于大氣壓力，從而防止產(chǎn)生更大的脫模應力。3塑料制品的熱處理 塑料制品的熱處理是指將成型制品在一定溫度下停留一段時間而消除應力的方法。熱處理是消除塑料制品取向應力的最好方法。 對于高聚物分子鏈的剛性較大、玻璃化溫度較高的注塑件；對壁厚較大和帶金屬嵌件的制件；對使用溫度圍較寬和尺寸精度要求較高的制件；時應力較大而又不易

29、自消的制件以及經(jīng)過機械加工的制件都必須進展熱處理。 對制件進展熱處理，可以使高聚物分子由不平衡構象向平衡構象轉變，使強迫凍結的處于不穩(wěn)定的高彈形變獲得能量而進展熱松弛，從而降低或根本消除應力。常采用的熱處理溫度高于制件使用溫度1020或低于熱變形溫度510。熱處理時間取決于塑料種類、制件厚度、熱處理溫度和注塑條件。一般厚度的制件，熱處理12小時即可，隨著制件厚度增大，熱處理時間應適當延長。提高熱處理溫度和延長熱處理時間具有相似的效果，但溫度的效果更明顯些。 熱處理方法是將制件放入水、甘油、礦物油、乙二醇和液體石蠟等液體介質中，或放入空氣循環(huán)烘箱中加熱到指定溫度，并在該溫度下停留一定時間，然后緩

30、慢冷卻到室溫。實驗說明，脫模后的制件立即進展熱處理，對降低應力、改善制件性能的效果更明顯。此外，提高模具溫度，延長制件在模冷卻時間，脫模后進展保溫處理都有類似熱處理的作用。 盡管熱處理是降低制件應力的有效方法之一，但熱處理通常只能將應力降低到制件使用條件允許的圍，很難完全消除應力。對PC制件進展較長時間的熱處理時，PC分子鏈有可能進展有序的重排，甚至結晶，從而降低沖擊韌性，使缺口沖擊強度降低。因而，不應把熱處理作為降低制件應力的唯一措施。 (4)塑料制品的設計塑料制品的形狀和尺寸 在具體設計塑料制品時，為了有效地分散應力，應遵循這樣的原則：制品外形應盡可能保持連續(xù)性，防止銳角、直角、缺口及突然

31、擴大或縮小。 對于塑料制品的邊緣處應設計成圓角，其中圓角半徑應大于相鄰兩壁中薄者厚度的70%以上；外圓角半徑則根據(jù)制品形狀而確定。 對于壁厚相差較大的部位，因冷卻速度不同，易產(chǎn)生冷卻應力及取向應力。因此，應設計成壁厚盡可能均勻的制件，如必須壁厚不均勻，則要進展壁厚差異的漸變過渡。合理設計金屬嵌件 塑料與金屬的熱膨脹系數(shù)相差510倍，因而帶金屬嵌件的塑料制品在冷卻時，兩者形成的收縮程度不同，因塑料的收縮比擬大而緊緊抱住金屬嵌件，在嵌件周圍的塑料層受壓應力，而外層受拉應力作用，產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象。 在具體設汁嵌件時，應注意如下幾點，以幫助減小或消除應力。 a.盡可能選擇塑料件作為嵌件。 b.盡可能選擇與塑料熱膨脹系數(shù)相差小的金