PSU（聚砜）作為一種高強(qiáng)度、耐高溫、高尺寸穩(wěn)定性的工程塑料，廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車、醫(yī)療及水處理部件。但 PSU 分子鏈剛性大、結(jié)晶度低，對(duì)內(nèi)應(yīng)力、缺口、環(huán)境介質(zhì)十分敏感，注塑成型后極易出現(xiàn)應(yīng)力開裂、銀紋、發(fā)白甚至斷裂現(xiàn)象，是生產(chǎn)中常見的質(zhì)量難題。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，PSU 制品不良中超過 40% 與應(yīng)力開裂直接相關(guān)。做好應(yīng)力控制，從原料、模具、工藝到后處理全流程預(yù)防，才能穩(wěn)定生產(chǎn)高品質(zhì) PSU 制品。

一、原料處理與控制

嚴(yán)格執(zhí)行烘干工藝。PSU 吸濕性較強(qiáng)，成型前必須充分干燥，建議溫度 120–140℃，時(shí)間 3–4 小時(shí)，確保水分含量低于 0.02%。水分超標(biāo)會(huì)加劇熔體降解，大幅增加內(nèi)應(yīng)力與開裂風(fēng)險(xiǎn)。

避免回料比例過高。純 PSU 回料建議不超過 15%，且必須再次干燥后使用，多次高溫循環(huán)會(huì)導(dǎo)致分子鏈斷裂，韌性下降，制品更易開裂。

防止原料污染。嚴(yán)禁與 PC、ABS、PA 等其他塑料混用，不同材質(zhì)混料會(huì)造成相容性差、局部應(yīng)力集中，成型后快速出現(xiàn)開裂。

二、模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化

合理設(shè)計(jì)澆口位置與類型。優(yōu)先選用側(cè)澆口、點(diǎn)澆口，避免直接澆口沖擊型芯；澆口設(shè)置在制品最厚處，減少熔體流動(dòng)剪切應(yīng)力。

保證流道與澆口尺寸充足。流道過細(xì)、澆口過小會(huì)大幅提高剪切速率，產(chǎn)生強(qiáng)取向應(yīng)力，是 PSU 開裂的主要誘因之一。

脫模斜度足夠、頂出均衡。PSU 剛性高、摩擦系數(shù)較大，脫模斜度不小于 1°，頂出面積盡量大且分布均勻，避免頂出應(yīng)力與拉傷。

圓角過渡，避免尖角。所有轉(zhuǎn)角設(shè)置 R0.5 以上圓角，尖角處應(yīng)力集中系數(shù)極高，受力后極易成為開裂起點(diǎn)。

排氣順暢。排氣不良會(huì)造成困氣、局部燒焦、密度不均，形成內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)致后期開裂。

三、注塑工藝參數(shù)調(diào)整

控制料溫與模溫。料溫建議 320–350℃，在保證充模完整前提下盡量偏低設(shè)置；模溫提高到 100–120℃，高溫模溫可顯著降低分子取向、松弛內(nèi)應(yīng)力。

降低注射速度與剪切。采用中低速注射，避免高速剪切導(dǎo)致分子高度取向，這是減少應(yīng)力最有效的手段之一。

合理控制壓力與保壓。注射壓力與保壓壓力不宜過高，以剛好充滿型腔、無(wú)縮水為準(zhǔn)；保壓時(shí)間不宜過長(zhǎng)，防止過度壓實(shí)產(chǎn)生應(yīng)力。

適當(dāng)延長(zhǎng)冷卻時(shí)間。冷卻不均會(huì)造成收縮差異，形成翹曲與內(nèi)應(yīng)力，確保制品充分冷卻后再頂出。

螺桿轉(zhuǎn)速適中、背壓合理。避免高轉(zhuǎn)速、高背壓造成過度剪切與過熱降解，保持熔體均勻穩(wěn)定。

四、后處理消除內(nèi)應(yīng)力

必須進(jìn)行退火處理。退火是消除 PSU 內(nèi)應(yīng)力最關(guān)鍵步驟，建議溫度 120–150℃，時(shí)間 2–4 小時(shí)，隨爐冷卻至室溫，可大幅降低開裂概率。

避免驟冷驟熱。成型后不要直接放入冷水、冷風(fēng)快速冷卻，溫度突變會(huì)產(chǎn)生明顯熱應(yīng)力。

控制使用環(huán)境。PSU 在接觸有機(jī)溶劑、油類、酸堿介質(zhì)時(shí)應(yīng)力開裂會(huì)加速，制品盡量避免與強(qiáng)化學(xué)介質(zhì)接觸。

五、生產(chǎn)與使用注意事項(xiàng)

加強(qiáng)首件與巡檢。重點(diǎn)觀察澆口附近、轉(zhuǎn)角、頂針位、壁厚突變區(qū)是否有發(fā)白、銀紋、微裂。

避免過度裝配應(yīng)力。裝配時(shí)不強(qiáng)行壓裝、不超扭矩鎖緊，外部機(jī)械應(yīng)力會(huì)誘發(fā)內(nèi)部應(yīng)力開裂。

儲(chǔ)存與運(yùn)輸防護(hù)。避免擠壓、碰撞、長(zhǎng)期彎折，PSU 制品在應(yīng)力疊加狀態(tài)下更易失效。

總結(jié)

PSU 應(yīng)力開裂是原料、模具、工藝、后處理等多因素共同作用的結(jié)果，單一優(yōu)化往往效果有限。只有從干燥、模具結(jié)構(gòu)、注塑參數(shù)、退火處理到裝配使用形成完整控制方案，才能從根源上減少應(yīng)力產(chǎn)生、釋放已有應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)。企業(yè)通過標(biāo)準(zhǔn)化流程控制，可將 PSU 應(yīng)力開裂不良率控制在極低水平，提升產(chǎn)品可靠性與使用壽命。