[发明专利]一种塑料制品表面应力发白的模拟装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑料制品性能的检测方法，具体涉及一种塑料制品表面应力发白的模拟装置及检测方法。

背景技术

常见塑胶材料如聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚苯乙烯HIPS、聚氯乙烯PVC、ABS、PC、高分子合金及其填充聚合物等的制品在装配或使用过程中容易受到拉伸、弯曲、冲击等外力作用，经常会出现表面发白的现象。这种表面发白主要是由于塑胶材料在应力作用下产生大量的微裂纹聚集区，微裂纹聚集区的大小取决于应力大小和发生区域，包括一定数量的银纹、裂纹或微孔，导致这一区域折光指数降低而呈现白色。塑料制品出现应力发白主要原因有注塑过程中顶针冲击力过大，装配过程中的击打，使用过程中的碰撞、拉伸等。常见的塑料制品如颜色各异的汽车门板、彩色的手机外壳、蓝色的储物箱等，应力发白现象使这些制品表面出现与成品不一致的白色区域，影响产品的美观，出现较大的质量缺陷，降低消费者对产品整体的评价。

不同塑料制品在相同应力的冲击下发白程度不同，因此为了选择质量优异的材料需要有一种检测采用不同材料制成的塑料制品发白程度的方法以及模拟装置。传统的塑料制品品质的检测方法为落球冲击试验法，具体为采用规定质量的钢球冲击试件表面，确定试件表面是否出现裂纹和大于规定直径的压痕，通过计算破坏该塑料制品所需的冲击能量，来判定材料的品质。这种方法的缺陷为，钢球为了获得一定的冲击效果，一般直径大、能量大，对常见的塑料制品造成破坏，不能模拟实际情况下塑料制品表面因受较小应力作用而发白的过程，在实际的制造、装配或使用过程中对塑料制品的损害程度达不到落球冲击的破坏程度，仅是对产品的表观产生影响，出现发白的瑕疵；测定吸收能量值不能表征塑料制品的发白程度，对产品表面形成了较大面积的破坏区，无法比较塑胶材料的表面效果；塑料制品的厚度不一，而且存在曲面、弯折、薄壁等不同结构，钢球一般直径比较大，不易测定破坏程度的大小，无法观察材料的表面特性。

另外，采用人眼观测塑料制品的表面发白程度的方法，由于人眼的目视结果存在很大误差，无法量化塑料制品在应力作用下的发白程度，同时也无法给出塑胶材料应力发白的临界应力值。塑胶材料在一定应力作用下会产生多大的发白区域目前难以量化。综上所述，在塑胶材料力学性能相似的情况下，判定材料抗应力发白的优劣程度目前缺乏准确有效的检测方法。

发明内容

为了解决现有检查方法无法真实模拟塑料制品在制造、装配和使用过程中的表面应力发白过程，本发明提供了一种塑料制品表面应力发白的模拟装置。

所述模拟装置包括：底座、支撑机构、升降机构、冲击机构和保持机构；所述支撑机构安装在底座上，用于支撑升降机构、冲击机构和保持机构；所述升降机构设置在支撑机构上，用于提升冲击机构；所述保持机构可使冲击机构停留在一定的高度处之后释放冲击机构使其自由下落撞击塑料制品；所述冲击机构包括依次连接的重量块、连接花键杆和球形冲击头，所述重量块的外径大于连接花键杆和球形冲击头的外径。

本发明的塑料制品表面应力发白的模拟装置，待测塑料制品放置在底座上，升降机构提升冲击机构至保持机构处，保持机构使冲击机构停留在空中某一固定位置，之后释放冲击机构，使冲击机构自由落体撞击到塑料制品上。本发明的冲击机构重量集中在重量块上，冲击力来源于重量块，使得球形冲击头的外径可以很小，冲击过程中在不破坏待测塑料制品的前提下可以真实的模拟塑料制品在实际生产、装配和使用过程中由于瞬间应力导致的发白现象，具有很高的实际应用价值。

优选情况下，所述支撑机构包括两个与底座连接的支撑立柱、连接两支撑立柱的第一支撑臂、和与第一支撑臂连接且与底座平行设置的第二支撑臂；所述升降机构包括电机、滚珠丝杠、横杆和第三支撑臂，所述电机与滚珠丝杠连接并可带动滚珠丝杠转动，所述横杆中部与滚珠丝杠连接，两支撑立柱的相对侧设有导轨，横杆的两端位于导轨上并可在滚珠丝杠的带动下沿着导轨上下运动，所述第三支撑臂一端与所述横杆连接，另一端设有可供连接花键杆穿过的提升孔，所述提升孔的孔径大于连接花键杆和球形冲击头的外径且小于重量块的外径；所述冲击机构的连接花键杆和球形冲击头可穿过所述提升孔，所述重量块可支撑在第三支撑臂上，所述第三支撑臂提升冲击机构向上运动；所述保持机构为电磁铁，所述电磁铁设置在支撑机构的第二支撑臂上，电磁铁通电时可在一定高度处吸附冲击机构，电磁铁断电时冲击机构自由下落撞击塑料制品。上述模拟装置结构简单，容易制造，且操作简单，可真实的模拟塑料制品应力发白的过程。