電鍍ABS注塑工藝與橡膠相分布的關系

 
ABS材料中的橡膠相(丁二烯成份)的分布不是一成不變的。當ABS聚合物處于熔融狀態時材料中的分子鏈獲得較大動能,可以擺脫自由體積的束縛。在受到外力的作用下,分散相與連續相發生相對運動。這種運動直接影響到橡膠相在材料表面的分散性。這里的外力作用是指材料在流動過程中所受到的各種作用力。因此,在注塑成型的過程中，注塑工藝中的射膠速度，溶膠溫度，模具溫度，等對橡膠相的分散性有較大的影響。尤其是對于橡膠相分散不穩定，界面結合力較差的材料。

橡膠粒子徑向遷移理論
在流變學中，一相連續，一相分散的共混物熔體可視為一種可變形的粘彈顆粒分散在非牛頓型介質中的懸浮體系。在圓管中流動時，懸浮粒子會發生徑向遷移現象。這個理論適合于我們分析ABS熔體在流動中橡膠相的分散情況。一般的懸浮液，既剛性粒子懸浮于牛頓型介質中，流動時懸浮粒子遷移向管軸和管壁之間r=R/2處。而 對于可變形粒子懸浮于粘彈性介質中時，運動的粒子集中遷向管軸心r=0處。如圖 :懸浮液在管道流動時懸浮粒子的遷移圖

在橡膠增韌塑料中，橡膠顆粒黏度高，模量小。流動時易向軸心遷移。結果造成粒子濃度徑向梯度分布。導致制品內部分層，影響產品品質。一般分散相顆粒越大，剪切速率越高，其遷移速率越高。 在我們所使用的ABS材料中，三菱ABS的橡膠相顆粒較小，奇美ABS的橡膠相顆粒較大。因此在注塑成型的過程中，奇美ABS的橡膠粒子更容易發生遷移，造成產品表面橡膠粒子含量減少，無法形成微孔。
   同時，射出速度越高，產品膠口越小，熔體溫度過低，對材料的剪切速率越高。因此我們發生電鍍起泡的產品大部分為點膠口的產品。除了剪切造成分子取向而產生應力外，主要是使得材料的橡膠粒子向中心遷移，產品表面橡膠粒子含量減少。
   在剪切流場中，受剪切應力和法向應力差的作用。懸浮粒子還會發生旋轉，變形和取向運動。其旋轉的角度和取向，變形的程度取決于兩相材料的黏度比，彈性比，界面作用力，懸浮粒子半徑及流動剪切速率等。一般粒子半徑越大，剪切速率越高，其變形和取向程度越高。分析橡膠增韌樹脂材料的注塑制品的內部結構�？梢钥闯鲋破返膬炔糠譃槿龑�；表皮層，既冷凍層，此處橡膠粒子變形成橢球狀，其長軸方向與流動方向平行；剪切層，其橡膠粒子也變形成橢球狀，但長軸方向與流動方向有一個夾角；中心層，粒子呈球狀，無規分布。這種分布狀況是由于在注塑過程中，接近模壁處剪切速率過高（在后面應力問題上講到），模具型腔溫度過底，材料熱傳導率小，造成在模壁附近形成高的剪切場，橡膠相粒子變形，取向并被凝固有關。
在注塑的過程中,橡膠粒子被擠壓變形,冷卻后粒子無法及時的恢復原來的形態.這種狀態的材料電鍍粗化后，形成的凹坑口徑較大，深度過小，沒有形成倒扣機構。從而影響電鍍層的結合力。變形的橡膠粒子在自身應力的作用下可以緩慢恢復原來的形狀。這個過程稱之為松弛。溫度越高，松弛速度越快。因此,模具溫度越高越有利于橡膠粒子的形態恢復,電鍍性能越好。同時,對于沒有及時恢復的產品,可以通過回火,泡熱水等方法加速恢復.
提高模具溫度可以減少產品的表皮層和剪切層之間的溫度差。從而起到降低剪切速率的效果。根據橡膠粒子徑向遷移理論。較低的剪切速率不利于橡膠粒子向管心遷移。而降低模具溫度則相反.通過對兩圖的比較可以得出結論:提高模溫有利于橡膠粒子在表面的分布,從而形成分布均勻的凹坑,有利于電鍍.
總結:在注塑工藝中，射膠速度過高，會造成剪切速率過高，使得橡膠粒子徑向遷移速率增大，不利于橡膠相的分布。材料溫度和模具溫度過底，造成模壁附近形成高剪切場，使得橡膠粒子取向，變形嚴重，分布不均勻。因此，射膠速度過高，材料溫度和模具溫度過底都有可能造成橡膠相分散不均勻,影響ABS材料與電鍍層的結合力。從而在冷熱循環測試時出現起泡,起皺,開裂,剝落等現象。