發布時(shi)間：2021-11-19
3C電子外殼材料需要阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)性(xing)、強韌(ren)性(xing)平衡、薄壁成型和尺寸(cun)穩定性(xing)，所以無鹵阻(zu)(zu)燃(ran)(ran)PC/ABS是[敏感詞]選擇(ze)。
然而，無鹵阻(zu)燃PC/ABS并不是(shi)[敏感詞]的(de)(de)，當它作(zuo)為3C電子外殼產品使用時，令人(ren)頭疼的(de)(de)是(shi)塑料螺孔處(chu)容(rong)易(yi)開裂。
那么(me)，螺絲孔為(wei)什么(me)會裂開呢？怎么(me)解決？
原因：
①材料配方設計(ji)缺陷，其(qi)韌性不足
②焊縫強度低(di)
③加工過程中的材(cai)料(liao)降解
④防銹油等化學物質的影響(xiang)
⑤金屬(shu)-塑性收(shou)縮系(xi)數的差異
⑥螺(luo)孔(kong)設計不合理
1、阻燃劑析出、韌性不足的材料
先說(shuo)材料本身(shen)的影響。
由于阻燃(ran)的(de)需要，無(wu)鹵阻燃(ran)劑(ji)PC/ABS必須加入(ru)阻燃(ran)劑(ji)，常用(yong)的(de)無(wu)鹵阻燃(ran)劑(ji)是(shi)多聚物小分子(zi)，如有(you)機磷阻燃(ran)劑(ji)(Mw為幾(ji)十到幾(ji)百)。這些小分子(zi)物質的(de)加入(ru)會影響PC/ABS的(de)韌(ren)性。
更(geng)重要的是，這(zhe)些阻燃(ran)劑(ji)含有尚未完全聚合的單(dan)分(fen)子(zi)或小分(fen)子(zi)殘基(如TPP)。因為它們的分(fen)子(zi)量小，容(rong)易從(cong)PC/ABS材(cai)(cai)料(liao)遷移到材(cai)(cai)料(liao)表(biao)面，從(cong)而(er)在(zai)材(cai)(cai)料(liao)表(biao)面形(xing)成微型裂紋，從(cong)而(er)引發開(kai)裂。
另外(wai)，在無(wu)鹵阻燃PC/ABS中(zhong)，PC是缺口敏感材料。當PC中(zhong)有一個小裂紋(wen)沒(mei)有及(ji)時(shi)終止(zhi)時(shi)，就會擴展(zhan)成(cheng)一個大裂紋(wen)。
在PC中(zhong)加入ABS可(ke)以(yi)明顯減少(shao)PC因缺口敏感性而(er)產生的裂(lie)(lie)紋(wen)，因為ABS中(zhong)的橡膠相(xiang)丁二烯(B)分散在PC/SAN基體中(zhong)，形成(cheng)“海(hai)-島”結構，可(ke)以(yi)有效防止裂(lie)(lie)紋(wen)的產生和發(fa)展。
這是(shi)因為材料的(de)(de)韌性性能還與所(suo)選用的(de)(de)ABS橡膠(jiao)粒(li)(li)徑(jing)、含(han)量和分(fen)散相(xiang)等因素有關。一般來講，選擇的(de)(de)ABS粒(li)(li)徑(jing)越(yue)小，橡膠(jiao)含(han)量越(yue)高(gao)，橡膠(jiao)分(fen)散越(yue)均勻，螺孔強度越(yue)高(gao)。
2、熔接線強度低、注塑困氣
螺孔處熔接線(xian)強(qiang)度低也是(shi)一個重(zhong)要原因。當注塑成型螺紋孔時，兩股材(cai)料將會匯(hui)合，形成熔接線(xian)。如果(guo)缺口、橡膠翻(fan)面、橡膠分(fen)布不均勻出現在匯(hui)合料流結合力較弱、邊緣位置，會減少(shao)相關(guan)區域的強(qiang)度，增加(jia)開裂的風險。
此外，在(zai)一些工廠(chang)中(zhong)(zhong)(zhong)，螺(luo)母(mu)被(bei)預先放(fang)置(zhi)在(zai)模腔中(zhong)(zhong)(zhong)，然后注射塑(su)料(liao)熔體。由于螺(luo)母(mu)的(de)邊(bian)緣一般(ban)呈(cheng)鋸齒狀(zhuang)，在(zai)注塑(su)成型過程中(zhong)(zhong)(zhong)，鋸齒中(zhong)(zhong)(zhong)可能會留下氣(qi)體，導致(zhi)塑(su)料(liao)與螺(luo)母(mu)結合松動，這(zhe)種情況常被(bei)稱(cheng)為“困氣(qi)”。這(zhe)種缺陷可能導致(zhi)裂紋(wen)的(de)產生和生長，需要加強(qiang)模具中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)排氣(qi)設計。
3、材料降解
無鹵(lu)阻燃(ran)PC/ABS材料中的PC在熱量、氧(yang)氣、剪切，特別是在水、堿(jian)性(xing)(xing)基團的刺激下，容易(yi)發(fa)生斷鏈反應，ABS在高溫下也容易(yi)發(fa)生降(jiang)解，從而(er)對PC/ABS造成“內傷”，耐沖擊性(xing)(xing)、耐熱性(xing)(xing)等產(chan)品性(xing)(xing)能會減小。
但提前放置(zhi)螺母的(de)(de)注(zhu)塑(su)方式需要較長的(de)(de)注(zhu)塑(su)周期，材料(liao)在(zai)桶內停(ting)留時間(jian)可超過(guo)3分鐘，也增(zeng)加了材料(liao)降解(jie)的(de)(de)風險。
評(ping)估材料熱穩(wen)定(ding)性和降(jiang)解(jie)(jie)性的一個簡單方法(fa)是將材料在注塑機中(zhong)保持(chi)一定(ding)溫度一段時間，然后將它(ta)們(men)注入空氣中(zhong)看(kan)到煙霧。煙越多，降(jiang)解(jie)(jie)越嚴重。
4、防銹油、螺紋緊固劑等化學品影響
為了(le)防止(zhi)鐵螺(luo)絲(si)生銹(xiu)(xiu)，螺(luo)絲(si)廠家會在螺(luo)絲(si)表面涂上防銹(xiu)(xiu)油(you)。防銹(xiu)(xiu)油(you)一(yi)般(ban)含有(you)汽油(you)、煤油(you)、脂肪酸、堿土金屬鹽等酸堿性物質。
為了使螺(luo)(luo)柱和(he)螺(luo)(luo)絲(si)的(de)結合更緊密，有些廠家會在螺(luo)(luo)柱和(he)螺(luo)(luo)母的(de)連接(jie)處(chu)滴加(jia)螺(luo)(luo)紋緊固劑，其(qi)中含有丙烯酸(suan)酯、馬(ma)來酸(suan)、乙酰(xian)苯肼等物質。
上述化學(xue)物(wu)質可(ke)能會導致無鹵阻(zu)燃PC/ABS的腐蝕和開裂。
在用螺紋緊固件涂覆前后(hou)對PC/ABS樣條(tiao)表(biao)(biao)面(mian)進行放大后(hou)，我們發現涂覆后(hou)，表(biao)(biao)面(mian)腐蝕嚴重，樣條(tiao)表(biao)(biao)面(mian)出現大量裂(lie)紋，裂(lie)紋會隨著(zhu)時間的推移(yi)而增長，造成(cheng)最終(zhong)開裂(lie)。
5、金屬-塑料收縮系數差異
由于塑料和(he)金屬的(de)(de)熱(re)(re)膨脹(zhang)系數不同，熱(re)(re)膨脹(zhang)和(he)冷(leng)縮過(guo)程(cheng)中不同收縮量引起的(de)(de)應力(li)開(kai)裂也是導致(zhi)螺絲(si)孔開(kai)裂的(de)(de)原因之一。
鐵的線膨脹系數為11×10-6/℃，無鹵阻燃劑PC/ABS的線膨脹系數為75×10-6/℃，后(hou)者(zhe)是(shi)前者(zhe)的7倍多。
自攻螺(luo)絲進入螺(luo)絲孔(kong)時，通(tong)常(chang)處于過盈狀態，也(ye)就是說，塑(su)料(liao)螺(luo)孔(kong)處于膨脹狀態。當溫度變(bian)冷時，金屬螺(luo)絲的(de)(de)收縮量(liang)較(jiao)小(xiao)，而(er)塑(su)料(liao)螺(luo)絲孔(kong)的(de)(de)收縮量(liang)較(jiao)大，螺(luo)絲孔(kong)可能因收縮應力而(er)開裂。這也(ye)是螺(luo)絲孔(kong)在冬天更容(rong)易開裂的(de)(de)原因。
6、螺絲孔設計不合理
螺(luo)(luo)孔(kong)設(she)計不合理(li)主(zhu)要體現在(zai)導孔(kong)設(she)計、螺(luo)(luo)孔(kong)深度、螺(luo)(luo)孔(kong)內徑和螺(luo)(luo)釘(ding)過(guo)盈量、螺(luo)(luo)孔(kong)厚度等方面。
當我們擰入螺絲時(shi)(shi)，螺絲經常傾斜進入的情況，導致容易螺孔破裂。為了防止(zhi)螺絲在引入時(shi)(shi)由于(yu)方向偏(pian)差而(er)開裂，必須設計導孔來引導螺絲鎖(suo)定。
另外(wai)，自攻螺(luo)絲(si)(si)進入時，會將塑料(liao)碎片(pian)切掉，這些碎片(pian)的擠壓(ya)可能(neng)會導致(zhi)螺(luo)絲(si)(si)孔爆(bao)裂，因此螺(luo)孔的長度必須比螺(luo)絲(si)(si)的長度長，以容納自攻螺(luo)釘切削(xue)的塑膠(jiao)碎片(pian)。
而且為了防止背面收縮，螺絲柱的厚度一般設計得比較薄，這也是螺絲柱容易開裂的原因之一。
螺絲孔(kong)斷裂(lie)的(de)原因是(shi)多方(fang)面(mian)的(de)，那么應(ying)該如何避免這種(zhong)情(qing)況(kuang)呢？
1、合理選材
選擇韌性可靠的(de)無(wu)鹵阻(zu)燃(ran)PC/ABS，尤其是螺絲孔(kong)強(qiang)度的(de)配方(fang)設(she)計。如(ru)專為螺絲孔(kong)開(kai)裂進行了(le)特殊的(de)配方(fang)設(she)計的(de)無(wu)鹵阻(zu)燃(ran)劑PC/ABS AN9000，在PC選擇、阻(zu)燃(ran)劑的(de)選擇、橡膠相(xiang)態和分布(bu)、熱穩(wen)定性等(deng)方(fang)面加強(qiang)了(le)設(she)計，確保更高的(de)產品良率。
2、防止降解
設計合(he)理的工藝流程(cheng)，減少材料在螺桿中的停留時間(jian)，禁(jin)止使用防(fang)銹油、螺紋(wen)緊固(gu)件等化學(xue)試劑腐蝕無鹵阻燃PC/ABS，防(fang)止材料降解。
3、改進的結構(gou)設計
適當加厚(hou)螺柱厚(hou)度(du)、適當加寬螺柱內徑(jing)，防止擰緊時(shi)出現過盈(ying)，增(zeng)加螺孔深度(du)等。
