一、客户核心需求
物性要求:硬度≥95 Shore A(实测球体压痕深度<0.15mm),回弹性:1m自由落体反弹高度>1.2m
外观标准:表面100%镜面光泽(60°入射角光泽度>80GU),无熔接线/流痕(客户目检无容忍)
量产条件:注塑周期≤25秒(含取件),原料损耗率<5%
二、试料过程
第一次试料:ES100A-MW-1(表面缺陷NG)
测试条件:注塑机:海天MA12000Ⅱ,工艺:200℃/模温50℃/保压70MPa
失效现象:表面呈哑光雾面(实测光泽度52GU),熔体流动末端出现放射状流痕(平均3.2条/球),摩擦系数0.48(手指触摸有粘滞感)
失效机理:小分子硅油析出(TOF-SIMS检测到表面硅元素富集),熔体前沿冷却过快(红外热像仪显示温差达35℃)
第二次试料:ES100A-TD-1(硬度不足NG)
配方调整:苯乙烯含量提升至40wt%(较ES100A-MW-1+3%),移除小分子润滑剂
测试结果:表面改善(光泽度78GU)
核心缺陷:硬度仅92 Shore A(球体压痕深度0.22mm),回弹高度1.15m(未达标)
失效分析:硬段相连续性不足(DSC显示玻璃化转变温度偏低),动态硫化程度不足(压缩永久变形12%)
第三次试料:ES100A-TD-PKQ(综合达标)
关键技术突破:
配方:苯乙烯含量增至45wt% + 2%纳米高岭土(硬度97 Shore A),采用15万分子量聚醚硅氧烷(表面光泽度89GU),添加0.5%丙烯酸酯流变控制剂
工艺:注塑温度205℃(熔体粘度降低18%),模温60±1℃(流痕彻底消除),保压压力85MPa(密度均匀性>99%)
量产验证:力学:落球反弹1.35m / 耐磨>5000次,外观:100%通过客户镜面检验,效率:单件周期22秒(日产能8万件)
三、工程经验总结
表面缺陷根因:ES100A-MW-1因小分子迁移-冷料耦合效应失败
解决关键:高分子量润滑剂(>8万)+205℃熔体温度
硬度提升路径:单纯增加苯乙烯含量(ES100A-TD-1)导致弹性劣化
最终方案:ES100A-TD-PKQ纳米填料补强(2%高岭土)+硬段相优化
技术延伸应用:
轮椅轮胎(ES100A-TD-2W):表面Ra=0.08μm
医疗器械手柄(ES100A-TD-2M):硬度97A+抗菌率99.9%