刚刚,客户急匆匆给我一堆照片!向我提出了一个尖锐的问题:“有没有耐刮擦比较好的材料?”
原来年底他参加了客诉复盘,塑料刮擦问题屡见不鲜,比如这款崭新的洗衣机外壳。
塑料苦被刮久矣!看看新闻,质量问题十有八九和刮痕有关。除了家电领域,汽车也是重灾区,几乎每月都要内外饰的刮擦问题:
某知名网络投诉平台上,今年关于刮擦的投诉,高达1200+以上。
于是,我问他:“刮擦具体要好到什么程度?”
他用力地将指甲在零件表面刮擦,说:“即使这样划,表面也看不出痕迹!”
“这真可以有!”我有点得意地回答道。
刮痕究竟是如何产生的?
不要觉得小编我吹牛。要解决这个问题,首先我们要把这一简单的“指甲刮擦”这个过程用放大镜仔细看一下:
指甲刮擦可以分成三个过程:
● 第一步:施压阶段
一般人刮擦使用的力为2~10N,食指指甲的半径一般为0.5cm,厚度为0.5mm。材料受到指甲的压力,表面发生了凹陷变形。这一变形是可逆的弹性形变还是不可逆的塑性形变,取决于材料的压缩屈服强度σy的大小。
当材料受到的压力大于材料压缩屈服强度时,材料发生弹性形变的同时便会发生不可恢复的塑性形变,指甲的力撤销,样板表面将留下压痕。
● 第二步:滑动阶段
还没完,指甲保持对材料施加的压力,同时滑动指甲。如示意图,在这个过程中,材料受到了三个不同的力:
C区域:如果A区域压缩力足够大,材料发生变形,并在指甲的刮擦前端
C区域材料发生拱起,将产生一个拉伸力。
A区域受到的压缩力,是划痕深浅、宽度的决定因素。如果材料具有更高的压缩应变硬化性能,则材料的弹性形变占比更高,划痕的弹性恢复更多,划痕的深度和宽度更小。同理,B区域和C区域受到了拉伸的力,材料的拉伸强度越高,材料越不容易被拉断。
● 第三步 肉眼观察
刮擦结束,指甲撤离,由人眼进行结果的判定,对于一个正常人视力来说,在30厘米的观察距离下,眼睛只能分辨一个90 μm或300 dpi分辨率的(差异)物体;在一个背景中,人眼的极限是只能分辨2%以上对比度的差异。因此,划痕的严重程度只有超过这2%人眼极限时才会被发现。
七大主流材料 谁最耐刮?
好了,根据以上分析,咱可以把客户的需求“指甲刮擦不留痕迹”转化为以下技术语言:
• 刮擦实验条件:在载荷为 2~10N,刮擦头为半径为0.5cm,厚度为0.5mm,表面硬度为H的圆弧片,以10m/min的速度进行刮擦测试;
• 划痕不能被肉眼可见:划痕的宽度<90μm,同时划痕与样板表面的分辨率差异<2%。
材料应当具备以下特征,才能表现出优异的刮擦性能:
能办得到吗?
我们对常用外壳选材(ABS、PC、PMMA……)等7大主流材料,用”刮擦实验”终极PK:
3,2,1……
遗憾的是,在刮擦实验环境下(5N),没有一款材料可以满足“指甲刮擦”这一苛刻的刮擦要求。几乎都有肉眼可见的划痕,只是深浅不一而已。(X越多,说明耐刮擦性越差)。
从以上结果,结合基材物性,我们可知:
MARK
• PP刮擦性最差:
PP刮擦的刮擦痕迹最为明显,主要原因是PP最易发生压缩屈服,级别加入矿物填充,材料的拉伸强度提升,可以一定程度改善B区域断裂和屈服,但压缩性能改变不大,因此填充PP的耐刮擦性能也不理想。
• PC划痕宽,PS表面易裂
PC和PS对比,PC划痕宽且深,而且很光滑;而PS的划痕较窄,但表面裂纹较多。这一鲜明的反差主要原因是,PC具有低的压缩屈服强度、高的拉伸强度和拉伸韧性;而PS具有更高的压缩屈服强度,但拉伸韧性太差,导致刮擦过程中出现了周期性的裂纹。
PA和PBT的划痕表现与PC类似,但两个材料的压缩屈服强度高于PC,因此划痕宽度小于PC;
• PMMA的综合性能最佳:
PMMA的划痕表现与PS接近,但PMMA具有最高的压缩屈服强度和比PS更好的拉伸强度和韧性,因此其变现出的划痕宽度最窄,存在一些微裂纹。
以上分析可见,PMMA虽然抵不过5N以上的载荷压力,但是相比较塑料同行,已经出类拔萃了,是一块好苗子!
小编公司锦湖日丽旗下的微创新品牌塑优案™提供了一系列的超耐刮解决方案,让本就有耐刮优势的PMMA打上了“耐刮 PLUS”补丁!
PMMA NM52是一款超耐刮的低光泽PMMA,真正实现了“指甲刮擦不受伤”的效果!
具有以下特点:
建议应用:
①防眩目书桌台面;②VR眼镜外壳;③汽车内外饰
如果你对产品颜值的有更高要求,想拥有PMMA原有的光泽度。也可以试试看PMMA M1700,它是一款超耐刮的高光泽PMMA,具有以下特点:
建议应用:
①遥控器面板;②汽车立柱板;③钢琴键;④尤克里里装饰板
原文始发于微信公众号(艾邦高分子):塑料刮痕怎么产生的,哪种塑料最耐刮?