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、沖擊強度、密度實驗，選出配比合格的材料，最后結合客戶對PP材料以及汽車零部件的性能要求進行產品實驗測試，在測試合格后就可以投入正式的生產制造中，因此，研究為汽車的零部件的生產制造在材料成本控制方面做出了一定的貢獻。當然，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 實驗前準備

本次實驗的目的是為了用一般的843#PP料與陳年PP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的目的。現結合日常生產工藝及產品性能的要求，按照5種方式進行材料配比，并做好標記，為實驗做準備。本次實驗所用材料有陳年PP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，取平均數作為本次實驗的最終結果。

（3）一般檢測環境：溫度27±2℃，濕度為50±10%。

（4）測試前需要模擬實際生產環境，進行去水分處理。

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

2 材料測試實驗

本次材料實驗包括熔融指數實驗、沖擊強度實驗、密度實驗。

2.1 熔融指數實驗

熔融指數是客戶用來判斷材料優劣的一個依據，進行熔融指數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。試驗的結果是根據在規定時間內從規定直徑的口模中流出的材料重量來判斷熔融指數的高低。本次熔融指數實驗結果見表1。

表1 熔融指數實驗測試結果

從表1可知，日常破碎料、陳年破碎料熔融指數不合格，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混合熔融指數可以達到技術要求。

2.2 密度測試實驗

密度測試主要是為了控制單位體積產品的重量，為整車減重減負作考慮。本次密度測試實驗結果見表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，是塑料行業判定材料優劣的一個重要指標之一，本次沖擊強度測試實驗結果見表3。

表2 密度實驗測試結果

表3 沖擊強度實驗測試結果

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要求。

3 產品實驗測試

本次產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品的強度和韌性的主要依據之一，判定產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℃的環境下存放4 h后，在此冷凍條件下用（510±10）g鋼球對樣品表面進行落球沖擊，沖擊能量為5 J[2]，樣品表面均未發生破損和斷裂現象。實驗表明陳年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的產品耐落球沖擊性實驗結果合格。

3.2 耐老化實驗測試

耐老化作為判定產品老化壽命的重要依據之一。主要是為了模擬產品的實際使用環境，進而評估產品的使用情況。本次耐老化實驗測試狀態如圖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）的產品耐老化實驗結果合格。

3.3 耐冷熱交變實驗測試

耐冷熱交變是判斷產品耐驟冷驟熱的重要依據之一。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，共試驗3個循環[4]。試驗后，樣品無明顯的變形、變色、龜裂等現象發生，實驗表明陳年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的產品耐冷熱交變實驗結果合格。

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境中的山路、石頭路對汽車材料產生的影響而設計制造的，是判斷產品強度的一個重要依據之一。耐碎石沖擊性的實驗條件見表5，試驗按相關標準規定的方法A進行[5]。從圖4可以看出，碎石沖擊前樣品的狀態分三種：接收到樣品的最初狀態、熱老化性能測試后的狀態、冷熱交變測試后的狀態。試驗后，試樣表面均無發白、裂紋等不良現象，實驗表明陳年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的產品耐碎石沖擊實驗結果合格。

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 尺寸穩定性實驗測試

尺寸穩定性是判斷材料的變化率和變化量的重要依據，要求產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，甚至會產生安全風險。本次尺寸穩定性實驗測試結果如圖5所示。

圖5 溫度曲線表

從圖5可知，產品按照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）的產品尺寸穩定性測試結果合格。

4 結語

從以上聚丙烯材料實驗與產品實驗可以看出，聚丙烯材料的可塑性強，可以使用熔融指數高、密度小、沖擊強度高的原材料與熔融指數低、密度大、沖擊強度低的原材料進行混合使用。熔融指數越高，流動性越好，但是沖擊強度相應會變小，容易致使產品斷裂。本次實驗之所以成功，很大的一個原因是我們已經從以往的經驗中選用了合適的原材料，優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，這也是保證產品質量的關鍵。