TPE龟裂的原因及预防措施

热塑性弹性体(TPE)作为一种广泛应用的高分子材料，因其优异的弹性、耐磨性和加工性能而备受青睐。在使用过程中，TPE制品有时会出现龟裂现象，这不仅影响产品的美观性，还可能显著降低其使用寿命和性能。本文将从多个角度深入剖析TPE龟裂的原因，并提出相应的预防措施，以帮助生产者和用户更好地理解和应对这一问题。

一、材料本身因素

1.1材料老化

TPE材料在长时间的使用或储存过程中，会受到光、热、氧等环境因素的影响而发生老化。老化后的材料分子链断裂，弹性下降，脆性增加，容易在应力集中处产生龟裂。

预防措施

-选用耐老化材料：在选材时，优先考虑具有优异耐老化性能的TPE材料。

-添加抗老化剂：在配方中加入适量的抗老化剂，如紫外线吸收剂、抗氧化剂等，以提高材料的耐老化能力。

-合理储存与使用：避免将TPE材料长时间暴露在阳光直射、高温高湿等恶劣环境中，减少老化因素对材料的影响。

二、加工过程中的问题

2.1塑化不充分

在注塑成型等加工过程中，如果塑化不充分，TPE材料内部会存在未完全熔融的颗粒或团块，这些区域在应力作用下容易成为龟裂的起点。

预防措施

-优化加工温度：确保加工温度处于TPE材料的最佳塑化温度范围内，以促进材料的充分熔融和流动。

-延长塑化时间：适当增加塑化时间，确保材料在注塑机料筒内有足够的时间进行熔融和混合。

-提高注射压力：适当提高注射压力，以促进材料在模具内的流动和填充，减少未熔融颗粒的存在。

三、模具设计与制造问题

3.1模具结构不合理

模具结构不合理，如脱模斜度不足、型腔表面粗糙等，会导致TPE制品在脱模过程中受到过大的机械应力，从而产生龟裂。

预防措施

-优化模具设计：合理设计模具结构，确保脱模斜度足够、型腔表面光滑无缺陷。

-加强模具维护：定期对模具进行清理和保养，及时修复模具表面的损伤和缺陷。

-采用优质模具材料：选用耐磨、耐腐蚀的模具材料，提高模具的使用寿命和精度。

四、使用环境条件

4.1极端温度

TPE材料在高温或低温环境下长期使用，其分子链的柔韧性和稳定性会受到影响，容易发生龟裂。

预防措施

-控制使用环境温度：尽量将TPE制品使用在适宜的温度范围内，避免长时间暴露在极端温度环境中。

-选用耐温性能好的材料：在需要承受极端温度的应用场景中，选用具有优异耐温性能的TPE材料。

4.2化学介质侵蚀

某些化学介质如酸、碱、溶剂等会对TPE材料产生侵蚀作用，导致材料表面破损和龟裂。

预防措施

-避免与化学介质接触：在使用过程中尽量避免TPE制品与化学介质直接接触。

-选用耐腐蚀材料：在需要接触化学介质的应用场景中，选用具有优异耐腐蚀性能的TPE材料或进行表面处理以提高其耐腐蚀性。

五、应力集中与疲劳

5.1应力集中

TPE制品在设计和使用过程中，如果存在尖锐的边角、孔洞等结构特征，容易导致应力集中，从而在应力集中处产生龟裂。

预防措施

-优化结构设计：在产品设计阶段就考虑应力分布问题，避免尖锐边角和孔洞等结构特征的出现。

-采用圆角过渡：对于无法避免的尖锐边角，采用圆角过渡来分散应力集中。

5.2疲劳裂纹

TPE制品在反复受力或交变应力的作用下，容易产生疲劳裂纹。这些裂纹在初期可能不易察觉，但随着时间的推移会逐渐扩展并最终导致制品失效。

预防措施

-限制应力幅值：在设计和使用过程中尽量限制应力幅值的大小，避免材料长时间承受过大的交变应力。

-选用抗疲劳性能好的材料：在需要承受交变应力的应用场景中，选用具有优异抗疲劳性能的TPE材料。