淺談如何消耗呆滯的聚丙烯破碎料

覃冬梅

（廣西柳工機械股份有限公司 卓越制造中心，廣西 柳州 545000）

0 引言

日常廢品、邊料的破碎料以及采購回來性能不符的843#PP材料由于存放過久，會因為老化、受潮等原因變成了呆滯料，現(xiàn)在我們分別使用破碎料和843#PP料混合成不同的配比，然后對混合的材料進行熔融指數(shù)、沖擊強度、密度實驗，選出配比合格的材料，最后結(jié)合客戶對PP材料以及汽車零部件的性能要求進行產(chǎn)品實驗測試，在測試合格后就可以投入正式的生產(chǎn)制造中，因此，研究為汽車的零部件的生產(chǎn)制造在材料成本控制方面做出了一定的貢獻。當(dāng)然，由于破碎料的性能比較差，即便加入全新的PP料對其進行改性，其性能的表現(xiàn)方面仍不及全新的PP料，只能用于一些配件的制造，所以本次實驗的對象是汽車配件。

1 實驗前準(zhǔn)備

本次實驗的目的是為了用一般的843#PP料與陳年P(guān)P料、日常PP破碎料混合使用，以提高破碎料的性能，達到破碎料也可以進行配件生產(chǎn)的目的?，F(xiàn)結(jié)合日常生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品性能的要求，按照5種方式進行材料配比，并做好標(biāo)記，為實驗做準(zhǔn)備。本次實驗所用材料有陳年P(guān)P破碎料、日常PP破碎料以及843#PP料，材料用量按實驗實際需要分別從倉庫領(lǐng)取待用。具體實驗過程說明如下：

（1）原材料實驗分5個配比進行，分別進行密度、沖擊強度、熔融指數(shù)實驗測試。

（2）每組測試實驗抽取5個樣本，實驗去掉最高值、最低值后，取平均數(shù)作為本次實驗的最終結(jié)果。

（3）一般檢測環(huán)境：溫度27±2℃，濕度為50±10%。

（4）測試前需要模擬實際生產(chǎn)環(huán)境，進行去水分處理。

（5）密度、沖擊強度測試需提前24 h準(zhǔn)備注塑樣條，樣條的注塑工藝與日常產(chǎn)品注塑工藝一致；排除由于壓力、溫度的影響造成的數(shù)據(jù)差異。

2 材料測試實驗

本次材料實驗包括熔融指數(shù)實驗、沖擊強度實驗、密度實驗。

2.1 熔融指數(shù)實驗

熔融指數(shù)是客戶用來判斷材料優(yōu)劣的一個依據(jù)，進行熔融指數(shù)實驗的目的一方面是為了保證材料流動性，另一方面是為了保證材料的韌性。試驗的結(jié)果是根據(jù)在規(guī)定時間內(nèi)從規(guī)定直徑的口模中流出的材料重量來判斷熔融指數(shù)的高低。本次熔融指數(shù)實驗結(jié)果見表1。

表1 熔融指數(shù)實驗測試結(jié)果

從表1可知，日常破碎料、陳年破碎料熔融指數(shù)不合格，843#PP料、日常破碎料：843#PP料=2∶9（重量）、陳年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）熔融指數(shù)合格。實驗表明破碎料與843#PP料重量比為2∶9混合熔融指數(shù)可以達到技術(shù)要求。

2.2 密度測試實驗

密度測試主要是為了控制單位體積產(chǎn)品的重量，為整車減重減負(fù)作考慮。本次密度測試實驗結(jié)果見表2。

從表2可知日常破碎料、陳年破碎料密度不合格，843#PP料、日常破碎料：843#PP料=2∶9（重量）、陳年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）密度合格。實驗表明破碎料與843#PP料重量比為2∶9混合后密度可以達到技術(shù)要求。

2.3 沖擊強度測試實驗

沖擊強度是用來判定材料的抗沖擊能力、脆性和韌性的一個依據(jù)，是塑料行業(yè)判定材料優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)之一，本次沖擊強度測試實驗結(jié)果見表3。

表2 密度實驗測試結(jié)果

表3 沖擊強度實驗測試結(jié)果

從表3可知陳年破碎料沖擊強度不合格，日常破碎料、843#PP料、日常破碎料：843#PP料=2∶9（重量）、陳年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）沖擊強度合格。實驗表明破碎料與843#PP料重量比為2∶9混合后沖擊強度可以達到技術(shù)要求。

3 產(chǎn)品實驗測試

本次產(chǎn)品實驗選擇一款尺寸約200 mm*100 mm*1.5 mm的汽車輪罩進行產(chǎn)品測試，汽車輪罩一般不噴油漆，用來檢測比較簡單、便捷。具體測試項目見表4。

表4 產(chǎn)品實驗測試項目

3.1 耐落球沖擊性實驗測試

耐落球沖擊性是用來判定產(chǎn)品的強度和韌性的主要依據(jù)之一，判定產(chǎn)品在外力沖撞或作用下的安全性和有效性。本次耐落球沖擊性實驗測試狀態(tài)如圖1所示。

圖1 耐落球沖擊性試驗照片

從圖1可以看出，溫度為-40℃的環(huán)境下存放4 h后，在此冷凍條件下用（510±10）g鋼球?qū)悠繁砻孢M行落球沖擊，沖擊能量為5 J[2]，樣品表面均未發(fā)生破損和斷裂現(xiàn)象。實驗表明陳年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的產(chǎn)品耐落球沖擊性實驗結(jié)果合格。

3.2 耐老化實驗測試

耐老化作為判定產(chǎn)品老化壽命的重要依據(jù)之一。主要是為了模擬產(chǎn)品的實際使用環(huán)境，進而評估產(chǎn)品的使用情況。本次耐老化實驗測試狀態(tài)如圖2所示。

圖2 耐老化實驗測試照片

從圖2可以看出，在溫度（70±2）℃高溫烘箱中放置（168±2）h。試驗后，樣品表面無明顯變化，無顏色或光澤的改變，無脆化，保留原有尺寸，無不良收縮或其他不利于適用性的變化[3]，實驗表明陳年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的產(chǎn)品耐老化實驗結(jié)果合格。

3.3 耐冷熱交變實驗測試

耐冷熱交變是判斷產(chǎn)品耐驟冷驟熱的重要依據(jù)之一。實驗測試前需在溫度（23±2）℃，濕度（50±5）%RH的條件下放置24 h。從圖3可以看出，高溫90℃/3h→室溫/0.5 h→低溫-40℃/2 h→室溫/0.5 h為一個循環(huán)，共試驗3個循環(huán)[4]。試驗后，樣品無明顯的變形、變色、龜裂等現(xiàn)象發(fā)生，實驗表明陳年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的產(chǎn)品耐冷熱交變實驗結(jié)果合格。

圖3 溫變曲線圖

3.4 耐碎石沖擊實驗測試

耐碎石沖擊實驗主要是模擬實際生活環(huán)境中的山路、石頭路對汽車材料產(chǎn)生的影響而設(shè)計制造的，是判斷產(chǎn)品強度的一個重要依據(jù)之一。耐碎石沖擊性的實驗條件見表5，試驗按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法A進行[5]。從圖4可以看出，碎石沖擊前樣品的狀態(tài)分三種：接收到樣品的最初狀態(tài)、熱老化性能測試后的狀態(tài)、冷熱交變測試后的狀態(tài)。試驗后，試樣表面均無發(fā)白、裂紋等不良現(xiàn)象，實驗表明陳年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的產(chǎn)品耐碎石沖擊實驗結(jié)果合格。

表5 耐碎石沖擊性實驗條件及實驗方法

圖4 耐碎石沖擊實驗照片

3.5 尺寸穩(wěn)定性實驗測試

尺寸穩(wěn)定性是判斷材料的變化率和變化量的重要依據(jù)，要求產(chǎn)品在受外界各種不同的條件作用下，造成材料的尺寸變化不能超過一定的范圍，否則會影響各個部件之間的安裝，甚至?xí)a(chǎn)生安全風(fēng)險。本次尺寸穩(wěn)定性實驗測試結(jié)果如圖5所示。

圖5 溫度曲線表

從圖5可知，產(chǎn)品按照90℃/3 h→室溫/0.5 h→40℃/2 h→室溫/0.5 h進行3次循環(huán)試驗，試驗后，樣品表面均無開裂、無顏色變化、褪色、起泡、縮痕、變形、表面發(fā)粘、異響、松動，樣品尺寸變化符合圖紙要求。表明陳年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性測試結(jié)果合格。

4 結(jié)語

從以上聚丙烯材料實驗與產(chǎn)品實驗可以看出，聚丙烯材料的可塑性強，可以使用熔融指數(shù)高、密度小、沖擊強度高的原材料與熔融指數(shù)低、密度大、沖擊強度低的原材料進行混合使用。熔融指數(shù)越高，流動性越好，但是沖擊強度相應(yīng)會變小，容易致使產(chǎn)品斷裂。本次實驗之所以成功，很大的一個原因是我們已經(jīng)從以往的經(jīng)驗中選用了合適的原材料，優(yōu)先考慮保證材料沖擊強度，在保證沖擊強度變化不大的同時提高材料的熔融指數(shù)，這也是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。