案例分享 | 影響電纜料拉伸樣條成型的因素有哪些?

0 1、 案例背景

近日,國高材分析測試中心接到客戶咨詢:電纜料拉伸樣條制樣時,開煉后的樣品的厚度無法確定統一,設備間距控制的旋鈕出現問題,實際厚度與設定的厚度不一致,只能人為的主觀判斷厚度,這導致開煉階段無法獲得統一,希望可以幫助他們解決這個問題。

電纜料的主要評估項目有拉伸強度、斷裂伸長率和氧指數燃燒等。對材料進行評估以前,都需要將材料制成標準樣條。電纜料拉伸樣品的制樣方式主要是先通過開煉機開煉成厚度大于1mm的片裝樣品,然后放在平板硫化機(壓片機)上進行壓片,壓成厚度為1mm左右的薄片狀樣品,最后使用切刀和裁樣機沖切成啞鈴型樣條。在這個制樣的過程中有很多的因素,比如開煉機的溫度、開煉的時間等,壓片機的溫度、壓力和時間等,沖切樣品的切刀的邊緣是否有缺陷等。電纜料拉伸樣條制備過程如下:

案例分享 | 影響電纜料拉伸樣條成型的因素有哪些?的圖1

0 2、 實驗探究

2.1壓片穩定性研究

本次實驗選用一個牌號的電纜料進行制樣過程試驗;一次開煉的樣分別進行兩次壓片,驗證壓片對斷裂伸長率的穩定性影響;

表1 分批次壓片的測試結果

案例分享 | 影響電纜料拉伸樣條成型的因素有哪些?的圖2

從結果中可以看出,經過一次開煉后,分別進行兩次壓片,樣品的拉伸強度和斷裂伸長率的偏差較小,也就是說同種壓片條件下的穩定性較好。

2.2開煉后的厚度影響

開煉的過程是將粒料倒入雙滾混合機,對粒料進行加至可塑形,先將雙滾間距調小,讓樣品混合更加均勻。開煉一段時間后,樣品已經混合均勻,然后將雙滾間距調大,逐漸壓成片狀。然后將開煉后的樣品進行壓片。

本次對開煉(105℃)后的樣品進行比較。壓片的過程中塑料熔融后會進行流動,樹脂類更容易流動,填料流動性差。開煉后的厚度尺寸越大,壓片時樹脂的流動性越大,可能導致樹脂類流到邊緣,中間剩余的填料較多,導致中間樣的斷裂伸長率較低的情況。

表2不同開煉厚度的樣條的影響

案例分享 | 影響電纜料拉伸樣條成型的因素有哪些?的圖3

相同樣品分別進行兩次開煉,開煉后的厚度不一致,經過測量,開煉后的厚度越小,斷裂伸長率要大一些,而對拉伸強度的影響較小。

2.3人員操作的影響

斷裂伸長率異常發生后,我們對此原因展開調查,對注塑員的開煉和壓片操作進行核查,發現開煉的時間和厚度等不一致,注塑員開煉過程中時間較短,對注塑員進行了開煉培訓以后,測試結果的變化較大。

表3 注塑員培訓前后的差異

案例分享 | 影響電纜料拉伸樣條成型的因素有哪些?的圖4

注塑員制樣問題改善。培訓前斷裂數據136,技術制樣157,培訓后斷裂158,與技術數據一致;拉伸強度放置1小時后無明顯變化,而斷裂伸長率制樣差異凸顯明顯。

2.4樣條調節時間的影響

標準中要求壓片后需要至少調節4小時,才能進行測試。實際操作過程中,測試員沒有嚴格按照這個要求執行,大多數時間是收到樣品即測試,調節時間不足2小時。實驗中對樣條壓片后1h、2h、3h、4h和16h進行比對驗證,結果如下:

案例分享 | 影響電纜料拉伸樣條成型的因素有哪些?的圖5

從上圖結果可以看出,隨著調節時間的增加,拉伸強度的變化較小,但是斷裂伸長率的變化較大,呈現逐漸增加的趨勢,調節時間達到4小時以后,變化較小。測試員測試時未保證調節時間達到4小時,所以經常出現測試不合格的現象,因此需要要求嚴格調節至4小時。

0 3、 實驗結論

通過本次實驗,我們得出,開煉后的厚度越小,拉伸斷裂伸長率越高,拉伸強度的影響不顯著;壓片條件設置不變的情況下,多次壓片的穩定性較好。壓片后的樣品厚度越小,斷裂伸長率越大。調節時間在4小時內時,斷裂伸長率明顯較低,所以至少需要調節4小時。

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