如前所述,微孔注射成型的理想注塑件不应该存在界面区,因为泡孔均匀分布于整个芯层,直到接近表层。但是如果加工条件控制得不好,不能将其消除,就会存在界面区。根据图3-11所示的结果,如果界面存在,那么界面处的泡孔就是椭球形的,因为在强剪切作用下泡孔被严重拉伸。Suh提出了一种模型,适用于与图3-11b所示相同的试样界面处的微孔结构局部图。用式(3-1)计算泡孔密度,式中rc<1。
图3-11中的泡孔形状给出了一条重要启示,它表明泡孔不仅在流动方向上被剪切,还被垂直于流动方向上的力所挤压。具体的力平衡将在第6章讨论。
图3-11中的微孔结构表明,有些泡孔形似椭圆或泪滴。截面上的泡孔形状分布与GPPS结构泡沫的形态类似[15,16]。但是,由于微孔泡沫的剪切变形大于结构泡沫,而且壁薄,注射体积速率大,所以其泡孔变形要严重得多,表层附近有一些严重变形的泡孔,有的几乎扁平,有的近乎破裂。泡孔壁破裂,要么形成开孔泡孔,要么进一步形成一些几乎扁平的泡孔,严重变形的泡孔最终成为表层附近的破裂层,如图3-11b所示。这些破裂层最终会产生很粗糙的表面,这是注射成型微孔注塑件的缺点。改善粗糙表面的方法有数种,将在第7章进行讨论。(www.daowen.com)
如果模具温度低,注射又快,切制试样时若不注意流动方向,就有可能导致分析SEM照片时产生误解。图3-11a中的泡孔是在垂直于流动方向上切开的,所以表层附近显示出非常好的泡孔尺寸。这一错误可以通过基于泡孔尺寸的密度计算和注塑件实际测量密度之间的差异来发现。快速发现理论和实际注塑件之间偏差的方法是再次考察不同流动方向上切制试样的截面图。图3-11b所示的泡孔形状证明泡孔实际上受到很大的拉伸,以至于泡孔都变成了长轴与短轴之比很大的椭球形。椭球形泡孔的拉伸长轴与表层附近的流动方向平行。热的模具表面和慢速注射有助于减轻图3-11b所示的变形,这样在一个方向上切制试样就能反映出应该为球形的实际泡孔形状。
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