如何監控塑膠粒(resin)的進料品質

這是回答一位網友詢問關於塑膠品質管控的問題,是否可以僅使MI值來控管塑膠粒的品質,當MI數值上升時又是否代表著塑膠物性的降解?因為很多人都認為塑膠成品的開裂應該與MI值沒有什麼直接的關係。

關於這個問題,我個人認為,如果真的想要管控塑膠的成型品質,按理說的確是應該要管控塑膠的機械特性,如拉伸強度(Tensile Strength)、彎曲強度(Flexural Strength)、耐衝擊強度(Impact Strength)…等直接指標。因為這些特性才是真正會直接影響到塑膠使用時的特性,我們一般在設計塑膠件的時候,也是考慮這些特性後,才選定塑膠原料的。







可是上述的這些直接指標,如果在每次進料檢驗的時候,都需要再重做一次測試與檢驗,則每次大約都需要再花掉0.5頓左右(真正的數據需要再查證)的塑膠粒原料,而且還得自己開發一套模具,每次測試也都需要佔用一台塑膠射出成型機,對一般公司來說,這不是一個小數目,所以也很少有公司願意承受這樣子的進料檢查損失。

於是我們公司就退而求其次,使用塑膠的間接指標-MI值,來衡量其塑膠是否有被不當的添加二次料(regrind resin)或是過度重新混鍊抽粒,致造成塑膠特性降解的可能性。因為MI的檢測非常容易而且便宜,一次的檢測只要幾公克就夠了,也不需要像檢測那些機械特性般的麻煩。參考:塑膠 MFI/MI/MFR (熔体指數/熔融指數)檢查方法。

以我們的經驗顯示,一旦塑膠粒被不當的添加了過多的二次料,或是被過度重新混鍊、染色、抽粒,其MI值就會急速的升高。之前我已經有篇幅詳述過MI值如果經過導螺桿之類的加工後,其原本的長分子鏈會被剪斷為較短的分子鏈,所以其熔融後的流速會增加,也就是MI值會上升,而且塑膠的強度也會降低,因為原本可以糾結在一起的長分子鏈變成了較無法纏繞的短分子鏈。

所以說,在考量經濟因素與實用性的情況下,使用MI值來做初步的塑膠粒品質檢查,可以有效的控管其品質,降低品管的成本,加速檢驗速度;當發現有疑慮的時候,再考慮實測其拉伸強度(Tensile Strength)、彎曲強度(Flexural Strength)、耐衝擊強度(Impact Strength)…等直接指標。


Q:另外,如果塑膠會自行裂開(像是擋風玻璃被石頭砸中裂開的紋路)的話,有沒有建議監控哪個塑膠物性表現?硬度?韌度?還是其他的呢?

A:這個問題必須要先瞭解塑膠開裂是因為內應力或是外應力造成,如果是外應力,就要管控塑膠的耐衝擊強度(耐衝擊強度又分成有切口與無切口兩種,必須要看需求而定,或兩者都要兼顧);如果是內應力造成,就要檢查塑膠的模具設計與塑膠成型條件,看看如何消除內應力。以擋風玻璃被石頭砸中裂開的紋路為例,這個應該是因為外力造成的開裂,所以要管控其耐衝擊強度,而且是有切口與無切口的衝擊強度都要考慮,用無切口的耐衝擊強度來衡量受到多大的力量時,塑膠可能會開裂;再用有切口的耐衝擊強度來衡量,一旦有破裂後,再受到多大的力量就會整個開裂。


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延伸閱讀:
塑膠件色差問題探討(plastic discolor)
再談塑膠二次料的品質控管
塑膠染色改性(resin properity change)




訪客留言內容(Comments)

Hello 熊哥,
很高興看到您的新文章! 目前我們內部研究跟探討的結論, 也認為MI是比較經濟時會的管制物性的方式, 至少好過甚麼物性都沒管制。
上次我們遇到的狀況, 因為產品射出後後就發現裂開, 因此很快就排除了外力造成的可能。
裂開的現象, 是像擋風玻璃被石頭砸中後的細密紋路, 但不是以一個圓心向外輻射狀散開的紋路, 而是平行的細緻紋路, 我不知道這裡能不能上傳圖面, 否則我想讓您瞧瞧圖面會更清楚呢。

熊哥~你好:

不好意思~因我現行有遇到,塑膠粒(B)的MI都在管控標準內,但是於射出作業時,卻一直會造成缺料的問題,想請問一下~
(我使用的塑膠粒也是由我公司去製作出來(粉+塑膠粒A)=>上訴所說的塑膠粒(B)

1.還有哪些因素才會造成缺料,射出機台的參數皆以調整過,還是無法有效排除,所以我覺得很有可能就是塑膠粒B的問題,會與流動性,黏度,還是剪切力有關嗎?
2.現行我公司內針對塑膠粒僅作MI測試,可以透過哪些檢測或控管哪些變因,可有
效避免異常?
3.(粉+塑膠粒A)=>上訴所說的塑膠粒(B) 此段作業中,我方是以粉的含水率去控管B的MI值,這部分含水率與MI有相關嗎~?還是有其他相關的特性,或可供管控的變因?

Hsiang;
承蒙您看得起,但實在很對不起!我不是很清楚你所謂的「缺料」是什麼意思?聽起來像是射不飽料或是凹陷,但這些似乎又跟MI值又不是那麼有直接關係。不飽料一般都是調整射出的參數(如保壓、射出溫度、模具溫度…等),凹陷則比較偏向模具或是產品設計的問題。
另外,我還真不知道MI值可以用含水率來控制,一般都是使用添加劑。

熊哥~

再請問一下唷~~^^
1.為何射不飽料或是凹陷,與MI值不是那麼有直接關係?MI不是也可反映出流動性嗎?
2.不飽料的現象,如果排除機台及參數的變因,還有哪些因素會造成?因我現行調整機台各種參數並無任何改善,但更換另一包塑料就立即改善了.
3.換個方式問一下,那原料含水率會影響射出成品的MI值嗎,還是有其他影響更大的變數?

Hsiang;
首先我必須聲明,一般我們在測試MI值的時候,塑膠粒都必須要先經過烘烤,也就是要去水氣,所以我沒有聽說過有人用含水率來控制MI值,況且塑膠中含水氣可能會引發塑膠的機械特性降級(龜裂或脆化…等),有些甚至會黏膜。回到你的問題點
1.MI值只是測試塑膠在某一溫度下的流動性,但它無法解釋冷卻後收縮的現象,MI值在這裡者能當參考。
2. 不飽料的現象,如果排除機台及參數的變因,其它的可能原因有塑膠粒的品質,如果不同塑膠粒有未飽料的分別就應該連絡塑膠粒的供應商解決。另外模具設計也有可能。
3. 我真的不太清楚你的不飽料的現象是如何,是否嚴重,但經驗裡絕大部分的不飽料都是機台問題造成。再強調一次不能用含水率來控制MI,水對某些塑膠具有嚴重的降級(degrade)作用。
也許看看其他人有沒有高見吧!

以我目前碰到的狀況來說, 調機調到一定的程度還會射不飽通常會朝結構設計方向來改善, 也有可能和進膠點擺放的位置有關

alvintseng;
如果只是針對進膠口來討論,一般比較大型的模具,剛開始設計的實後通常會多設計幾個進膠口,然後在是實際情況調整是否封住多餘的進膠口。
另外,進膠口的大小及形狀也都會影響到進膠量。

市面上的透朋塑膠袋是PVC嗎還是有其他英文代號
0PP除外請幫忙謝謝


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