中空塑料包装制品的应力开裂问题

塑料包装行业发展很快，特别是中空塑料包装前景看好。与此同时，由于多方面的原因，中空塑料包装制品的应力开裂问题也越来越明显。这给包装制造业和包装使用厂家都带来较大的麻烦，不但污染环境，还造成较大的经济损失。那么，采取怎样有效的措施去控制呢？
    一、应力开裂的概念
    长时间或反复施加超过中空塑料包装制品的力学性能所能承受的应力而引起中空塑料包装制品的外部或内部产生裂纹的现象。
    引起开裂的应力包括内应力或外应力，也可以是这些应力的合力。
    1、外应力
外部施加的力。如堆码、跌落、运输、贮存等施加的外力。
    2、内应力
（1）取向内应力：在塑料熔融加工过程中，由于受到大分子链的取向产生的一种内在压力。
（2）冷却内应力：在塑料熔融加工过程中，制品冷却收缩不一致，产生的内应力。
    二、产生应力开裂的原因
1、塑料料性韧性低，较脆；
2、模具结构不合理；
3、塑化温度过低或过高；
4、注射速度过慢或过快；
5、模温过低或过高；
6、壁厚差值大，导致冷却不一致；
7、制品对化学溶剂或油性物质的抵抗力低（耐油、耐酸、耐碱力低）；
8、贮存或使用的环境温度过低；
9、外应力超过制品的力学性能所承受的能力。
    三、应力开裂的控制措施
    1、选准用料配方
    由中空塑料吹塑成型的各类危险品包装、油类包装和贮存或使用环境过低的包装，都需选用高分子料或超高分子料（例：UHMW PE超高分子聚乙烯）。因为高分子料和超高分子料的韧性和刚性均好，同样条件下，产生的内应力最小，制品承受外应力的力学性能最强。配料中水口料的占有比例不能超过30%。
    2、控制壁厚分布
    壁厚调节或伺服壁厚控制和模具结构都决定着中空吹塑成型制品壁厚分布。而壁厚分布的效果和制品冷却收缩效果是成正比例的。模具结构的不合理，很大程度上影响着壁厚分布。导致制品的外层和薄位处首先冷却收缩，其内层和壁厚值较大的地方还是热熔体，这样内层会控制外表面的收缩，从而产生内应力。这种情况下就必须在模具结构的改动允许范围内给以改进，从而使壁厚分布得到改善。
    3、控制塑化温度
    较高的塑化温度有利于取向应力的降低。有较高的塑化温度，熔体塑化均匀，粘度下降，流动性增加。在熔体加工过程中，分子取向作用不大，所以取向应力较小。但塑化温度也不能太高，因为型胚内壁易成高温，导致冷却不均匀不充分，从而增大了冷却应力。具体的温度由不同材料的塑化要求来确定。另外还要考虑螺杆结构，塑化性能是否良好。
    4、控制注射速度
    机头是储料式结构的中空塑料设备，使用的注射速度不能太慢，因为太慢容易出现坠料现象，还会产生壁厚不均和型胚长度不稳定。由于注射时间的增长先注射下来的塑料型胚的局部温度已经降低，导致黏度上升，流动性降低，应力增大。注射速度也不能太快，如果注射速度太快，容易造成分子链的取向程度增加，从而引起更大的取向应力。注射速度根据不同产品规格的重量、模头大小、光滑程度、油压压力等因素来确定。机头是直流式结构的中空塑料设备的挤料速度影响不大。
    5、控制模具温度
    在中空塑料制品成型冷却过程中，模具温度不能过高，过高容易使冷却不充分，特别是壁厚厚薄的差值较大的结构，制品由于冷却不均匀，容易引发内应力产生。模具温度也不能过低，熔体进入模具后，温度下降加快，黏度增加迅速，容易产生取向应力。具体温度由产品要求来确定。
    6、控制冷却成型时间
    确保制品在模内有足够的冷却保温时间，这也是降低内应力的一种方法。首先要求模具本身水路通畅，冷却性能良好。如果是模内冷却时间不够，就适当延长模内冷却成型时间。
    7、外力和环境控制
    在使用制品过程中，不能超过相关标准的要求堆放。贮存时间和使用的环境温度也不能超过相关标准的要求。
    四、结语
   对于中空塑料包装制品应力开裂问题的控制，主要根据制品的质量要求确定用料及配方是关键。同时，还要从设备、模具和工艺技术改进上配套控制好。实践经验证明，以上措施确实能够有效控制中空塑料包装制品的应力开裂，为中空塑料包装制品的质量提供有力保障。