影響pet瓶內應力的因素有哪些
點擊次數:1985 更新時間:2022-05-09
“爆瓶”是瓶子開裂的一種外在表現,而應力則是聚合物本身受到多方向的作用力,加上外部媒介的作用而產生的瓶子底部開裂的現象。它的形成是瓶子內在和外壁存在缺陷,當受到外在能量且接觸到外界一些開裂媒介時,便會沿著較短的分子鏈間的隙間,逐漸延伸(推進)至瓶壁的另一面,直到瓶子開裂為止。在生產和儲存過程中造成PET瓶應力不好的因素有很多,但是歸納起來有以下幾種:
1.PET樹脂切片粘度過底;
2.底模設計不當;
3.瓶子底部成型時厚度突變;
4.外壁粗糙;
5.瓶壁帶有雜質;
6.瓶子儲存時間過久;
7.飲料灌裝中使用不適當的潤滑劑。對這些諸多易引起瓶子應力不好的因素,本文將通過對瓶子儲存時間長短的討論,探討瓶子儲存時間的控制,對瓶子應力影響。
應力是PET瓶在自然環境下由環境和濕度變化引起制品的伸縮變形,在制品內產生的應力。這種應力我們稱作為溫度應力或熱應力(ThErmal sTrEss)這種存在于制品中的伸縮變形包括兩部分:即由溫度變化所引起的變形(自由脹縮)和由內力引起的彈性變形。
結晶型塑料(PET樹脂是一種結晶型塑料)的收縮原因,主要受塑料熱膨脹系數的影響和結晶結構形成時熔體的凝聚作用引起的。此外,塑料制品的壁厚不均勻,由厚至薄(或者相反),若是在某一處有突然變化轉折,那該處的收縮率也會突然變化,此處收縮率的變化會造成該處有很大的內應力。而五角瓶瓶底的內應力主要也集中在瓶子底部的厚薄轉折處。我們從上面三個圖表中也可以看到:環境溫度的變化和存儲時間的延長,瓶子的收縮率也會隨之增大。
特別在瓶子底部,由于底部五角轉折厚薄不同,引起的收縮明顯不同。當晝夜溫差較大時,瓶子白天吸收熱量,夜里釋放熱量,瓶底較熱(厚)部分在收縮時要受到已經凝固(薄)部分的抑制,而受到拉伸應力,已凝固(薄部分則相應的受到壓縮應力。使得瓶子隨著倉儲時間的延長,內部應力也在慢慢增大。最終產生人們內眼難易察覺到的翹曲(變形)。比較明顯的事例為:模具底部有撲式的1.25L百事瓶子,儲存期超過半年,就是在10℃的環境溫度下,內壓3.7~4.0kg/cm2時底部在兩周就有明顯裂痕。
相反現實生活中的吹瓶企業在吹制瓶子時,是無法使吹瓶模具的冷卻效果十分優良。其冷卻的好與壞也是一個相對值,因此吹出的瓶子在出模后,底部已經存在著較為嚴重的熱應力。這是因為PET樹脂聚合物在制成成品時,瓶坯從常溫加熱到高于玻璃化溫度后,在高壓氣體的作用下制成一定形狀的瓶子,同時在低于玻璃化溫度的模具中冷卻定型,在整個過程瓶子本身已經存在著溫度梯度(余熱)。
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