浅谈如何消耗呆滞的聚丙烯破碎料

覃冬梅

（广西柳工机械股份有限公司 卓越制造中心，广西 柳州 545000）

0 引言

日常废品、边料的破碎料以及采购回来性能不符的843#PP材料由于存放过久，会因为老化、受潮等原因变成了呆滞料，现在我们分别使用破碎料和843#PP料混合成不同的配比，然后对混合的材料进行熔融指数、冲击强度、密度实验，选出配比合格的材料，最后结合客户对PP材料以及汽车零部件的性能要求进行产品实验测试，在测试合格后就可以投入正式的生产制造中，因此，研究为汽车的零部件的生产制造在材料成本控制方面做出了一定的贡献。当然，由于破碎料的性能比较差，即便加入全新的PP料对其进行改性，其性能的表现方面仍不及全新的PP料，只能用于一些配件的制造，所以本次实验的对象是汽车配件。

1 实验前准备

本次实验的目的是为了用一般的843#PP料与陈年PP料、日常PP破碎料混合使用，以提高破碎料的性能，达到破碎料也可以进行配件生产的目的。现结合日常生产工艺及产品性能的要求，按照5种方式进行材料配比，并做好标记，为实验做准备。本次实验所用材料有陈年PP破碎料、日常PP破碎料以及843#PP料，材料用量按实验实际需要分别从仓库领取待用。具体实验过程说明如下：

（1）原材料实验分5个配比进行，分别进行密度、冲击强度、熔融指数实验测试。

（2）每组测试实验抽取5个样本，实验去掉最高值、最低值后，取平均数作为本次实验的最终结果。

（3）一般检测环境：温度27±2℃，湿度为50±10%。

（4）测试前需要模拟实际生产环境，进行去水分处理。

（5）密度、冲击强度测试需提前24 h准备注塑样条，样条的注塑工艺与日常产品注塑工艺一致；排除由于压力、温度的影响造成的数据差异。

2 材料测试实验

本次材料实验包括熔融指数实验、冲击强度实验、密度实验。

2.1 熔融指数实验

熔融指数是客户用来判断材料优劣的一个依据，进行熔融指数实验的目的一方面是为了保证材料流动性，另一方面是为了保证材料的韧性。试验的结果是根据在规定时间内从规定直径的口模中流出的材料重量来判断熔融指数的高低。本次熔融指数实验结果见表1。

表1 熔融指数实验测试结果

从表1可知，日常破碎料、陈年破碎料熔融指数不合格，843#PP料、日常破碎料：843#PP料=2∶9（重量）、陈年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）熔融指数合格。实验表明破碎料与843#PP料重量比为2∶9混合熔融指数可以达到技术要求。

2.2 密度测试实验

密度测试主要是为了控制单位体积产品的重量，为整车减重减负作考虑。本次密度测试实验结果见表2。

从表2可知日常破碎料、陈年破碎料密度不合格，843#PP料、日常破碎料：843#PP料=2∶9（重量）、陈年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）密度合格。实验表明破碎料与843#PP料重量比为2∶9混合后密度可以达到技术要求。

2.3 冲击强度测试实验

冲击强度是用来判定材料的抗冲击能力、脆性和韧性的一个依据，是塑料行业判定材料优劣的一个重要指标之一，本次冲击强度测试实验结果见表3。

表2 密度实验测试结果

表3 冲击强度实验测试结果

从表3可知陈年破碎料冲击强度不合格，日常破碎料、843#PP料、日常破碎料：843#PP料=2∶9（重量）、陈年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）冲击强度合格。实验表明破碎料与843#PP料重量比为2∶9混合后冲击强度可以达到技术要求。

3 产品实验测试

本次产品实验选择一款尺寸约200 mm*100 mm*1.5 mm的汽车轮罩进行产品测试，汽车轮罩一般不喷油漆，用来检测比较简单、便捷。具体测试项目见表4。

表4 产品实验测试项目

3.1 耐落球冲击性实验测试

耐落球冲击性是用来判定产品的强度和韧性的主要依据之一，判定产品在外力冲撞或作用下的安全性和有效性。本次耐落球冲击性实验测试状态如图1所示。

图1 耐落球冲击性试验照片

从图1可以看出，温度为-40℃的环境下存放4 h后，在此冷冻条件下用（510±10）g钢球对样品表面进行落球冲击，冲击能量为5 J[2]，样品表面均未发生破损和断裂现象。实验表明陈年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的产品耐落球冲击性实验结果合格。

3.2 耐老化实验测试

耐老化作为判定产品老化寿命的重要依据之一。主要是为了模拟产品的实际使用环境，进而评估产品的使用情况。本次耐老化实验测试状态如图2所示。

图2 耐老化实验测试照片

从图2可以看出，在温度（70±2）℃高温烘箱中放置（168±2）h。试验后，样品表面无明显变化，无颜色或光泽的改变，无脆化，保留原有尺寸，无不良收缩或其他不利于适用性的变化[3]，实验表明陈年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的产品耐老化实验结果合格。

3.3 耐冷热交变实验测试

耐冷热交变是判断产品耐骤冷骤热的重要依据之一。实验测试前需在温度（23±2）℃，湿度（50±5）%RH的条件下放置24 h。从图3可以看出，高温90℃/3h→室温/0.5 h→低温-40℃/2 h→室温/0.5 h为一个循环，共试验3个循环[4]。试验后，样品无明显的变形、变色、龟裂等现象发生，实验表明陈年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的产品耐冷热交变实验结果合格。

图3 温变曲线图

3.4 耐碎石冲击实验测试

耐碎石冲击实验主要是模拟实际生活环境中的山路、石头路对汽车材料产生的影响而设计制造的，是判断产品强度的一个重要依据之一。耐碎石冲击性的实验条件见表5，试验按相关标准规定的方法A进行[5]。从图4可以看出，碎石冲击前样品的状态分三种：接收到样品的最初状态、热老化性能测试后的状态、冷热交变测试后的状态。试验后，试样表面均无发白、裂纹等不良现象，实验表明陈年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的产品耐碎石冲击实验结果合格。

表5 耐碎石冲击性实验条件及实验方法

图4 耐碎石冲击实验照片

3.5 尺寸稳定性实验测试

尺寸稳定性是判断材料的变化率和变化量的重要依据，要求产品在受外界各种不同的条件作用下，造成材料的尺寸变化不能超过一定的范围，否则会影响各个部件之间的安装，甚至会产生安全风险。本次尺寸稳定性实验测试结果如图5所示。

图5 温度曲线表

从图5可知，产品按照90℃/3 h→室温/0.5 h→40℃/2 h→室温/0.5 h进行3次循环试验，试验后，样品表面均无开裂、无颜色变化、褪色、起泡、缩痕、变形、表面发粘、异响、松动，样品尺寸变化符合图纸要求。表明陈年破碎料：843#PP料=2∶9（重量）的产品尺寸稳定性测试结果合格。

4 结语

从以上聚丙烯材料实验与产品实验可以看出，聚丙烯材料的可塑性强，可以使用熔融指数高、密度小、冲击强度高的原材料与熔融指数低、密度大、冲击强度低的原材料进行混合使用。熔融指数越高，流动性越好，但是冲击强度相应会变小，容易致使产品断裂。本次实验之所以成功，很大的一个原因是我们已经从以往的经验中选用了合适的原材料，优先考虑保证材料冲击强度，在保证冲击强度变化不大的同时提高材料的熔融指数，这也是保证产品质量的关键。