什么是应力开裂?

应力开裂是如何发生的?——当力作用于塑料时,会沿聚合物链传递,使分子受力拉伸以维持接触。聚合物链最终会向拉力方向蠕变并变形,这一阶段称为蠕变。在力与时间共同作用下,会出现银纹或应力开裂。化学品或温度升高会加速这一过程。

影响塑料应力的因素

  • ·时间
  • ·温度
  • ·塑料类型
  • ·胶粘剂类型
  • ·载荷类型
  • ·存在的其它化学品——(如清洁剂与增塑剂)

某些塑料(如 ABS、亚克力、聚碳酸酯与聚苯乙烯)更易出现应力开裂。这些是无定形塑料,且易于粘接。另一些塑料(如聚乙烯、聚丙烯与聚四氟乙烯(特氟龙))是半结晶热塑性塑料,较难粘接。

我想多数人都会认同,若粘接强度很高却导致塑料本身破裂,那便没有意义。

反过来说,若您使用的是难粘塑料,我们需要确保护粘接不会断裂。

保护塑料的胶粘剂类型与方法

粘接无定形塑料

(举例包括 ABS、亚克力、聚碳酸酯与聚苯乙烯。)

有许多 UV 紫外光固化胶粘剂可轻松粘接无定形塑料,有些专为特定塑料的粘接而设计。用 UV 胶粘接时,减轻应力开裂影响的要点包括:

  • 避免对塑料过度粗暴清洁——丙酮等溶剂过于剧烈,会使塑料易受应力开裂。
  • 缩短停留时间——停留时间指胶粘剂在塑料上未固化的时长,因此应在施胶后尽快固化。
  • 在可能时,优先采用压应力而非剪切应力。
  • 不要引入环向应力。过度插入锥形接头会产生额外应力。让胶粘剂粘接基材,而不要制造过盈或压入配合。

氰基丙烯酸酯也是粘接无定形塑料的良好选择。用氰基丙烯酸酯避免应力开裂:

  • 避免对塑料过度粗暴清洁——丙酮等溶剂过于剧烈,会使塑料易受应力开裂。
  • 使用覆盖粘接区域的尽量少的胶量。尽量小的间隙与尽量少的胶量可缩短固化时间,从而减少停留时间。
  • 若出现多余胶,使用 Quick Filler Setter 加速其固化。
  • 在可能时,优先采用压应力而非剪切应力。
  • 不要引入环向应力。过度插入锥形接头会产生额外应力。让胶粘剂粘接基材,而不要制造过盈或压入配合。

对于 UV 与氰基丙烯酸酯两种粘接,都要排查其它致应力化学品。这意味着什么?某些化学品会从一个基材迁移(渗出)到另一个基材,胶粘剂并不总能阻挡这种渗出。粘接 PVC 与聚苯乙烯时,PVC 中的增塑剂会直接透过胶粘剂侵蚀聚苯乙烯。加上热量,侵蚀会更快!

同样,两种粘接方式都应降低应力,可通过巧妙的接头设计或将应力分散到更大的粘接面积来实现。许多 UV 胶具有柔韧性,比氰基丙烯酸酯能吸收更多应力。

粘接半结晶塑料

由于半结晶塑料不易出现应力开裂,问题更多在于如何取得足够高的粘接强度,而非减少应力开裂。

尽管某些 UV 紫外光固化胶粘剂能提供一定粘接强度,但若您需要耐久的粘接,除胶接外可考虑配合机械锁固。

单用氰基丙烯酸酯通常不能提供足够强度。但与 Permabond POP(聚烯烃底涂剂)等底涂剂配合使用时,可取得优异的粘接强度。尽管这类塑料较少出现应力开裂,仍应注意确保:

  • 胶量不过量
  • 多余或裸露的胶用 Quick Filler Setter(如 Permabond QFS16)固化
  • 间隙不超过该产品推荐的填隙上限(查阅 TDS 中的间隙填充范围)

玻璃或其它增强材料常被加入塑料中。尽管许多胶粘剂能粘玻璃,但玻璃被塑料包裹——因此通常选用塑料粘接胶粘剂,比选用玻璃粘接胶粘剂更易取得良好强度。

丙烯酸酯结构胶

新型丙烯酸酯结构胶在多种半结晶塑料上的耐久表现,已超过氰基丙烯酸酯的粘接强度。相比氰基丙烯酸酯,它们具备的优点包括:

  • 更长的可操作时间——便于在大面积施胶或留出足够时间对部件对中。
  • 对某些化学品更好的耐受性。
  • 更低的脆性。
  • 更高的抗冲击性。

请告诉我们您的应用,我们将安排技术专家就减少或消除您应用中的应力开裂提供见解。如需协助,请与我们联系。

让我们讨论一下您的项目。

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