PET瓶胚注塑成型过程中,熔体在模具内快速冷却,分子链受拉伸、剪切作用发生取向,冷却速率不均会让分子取向被冻结,形成内部残余应力。残余内应力会影响后续吹瓶成型稳定性,在受热、接触介质时出现形变、开裂,偏光法是无损检测瓶胚内应力的常用手段,依靠偏振光和透明介质双折射效应,实现应力可视化与应力分布解析。
偏光法检测的基础是光弹效应。PET属于各向同性高分子材料,无应力状态下,入射偏振光穿过材料时偏振特性不发生改变;当材料内部存在残余应力,分子链定向排列,材料产生光学各向异性,也就是双折射现象。一束偏振光进入瓶胚之后,分解为两束传播速度不同的偏振分量,两个分量穿过介质之后产生光程差,光程差大小和对应位置的应力水平存在对应关系。两束分量经过检偏器叠加之后发生干涉,形成明暗或者彩色干涉图样,干涉图样直观反映应力分布。
PET瓶胚内应力检测仪光路包含起偏器、待测瓶胚、检偏器,配套光源与成像采集组件。光源输出光线先经过起偏器,转化为单一振动方向的线偏振光;偏振光穿透瓶胚胚壁,受内部应力调制产生双折射;再通过检偏器筛选特定振动方向的光信号,最终形成干涉图像。起偏器和检偏器的偏振轴夹角可以调整,获得不同对比度的干涉图案,适配不同应力等级的瓶胚观察。
应力分布和注塑成型流场、冷却场直接相关。瓶胚主流道、浇口区域熔体剪切作用强,冷却滞后,往往是应力集中区域;胚身直筒段、螺纹段、底部的冷却速率不一样,应力类型也存在区分,分为取向应力和热应力。干涉图样的条纹疏密、色彩梯度代表应力大小梯度,条纹密集区域应力水平更高,条纹均匀平缓区域应力分布更均衡。应力方向可以通过偏振轴旋转、条纹变化规律判断,区分周向应力和轴向应力。
图像解析不只关注局部高应力点,更关注应力整体分布形态。局部集中应力属于风险点,而应力分布梯度突变,代表瓶胚内部冷却不均,吹塑加热时不同位置收缩、拉伸行为不一致,容易造成吹瓶壁厚不均、局部发白、爆瓶。偏光检测属于定性和半定量检测体系,通过干涉图样对比,区分不同工艺条件下瓶胚应力状态,用来反馈注塑工艺调整方向。
PET瓶胚内应力检测仪检测过程需要规避干扰因素,瓶胚表面划痕、油污、脱模剂残留会产生附加光学效应,形成伪条纹,干扰真实应力图样。瓶胚摆放姿态影响光穿透路径,检测时保持光路垂直于被测胚壁区域,倾斜放置会引入额外光程差。同时PET材料本身厚度变化也会带来底色差异,解析应力分布时,需要区分厚度效应和应力引发的干涉变化。偏光法无损、检测速度快,适合瓶胚在线抽检,帮助识别成型工艺缺陷,优化冷却与注塑参数,管控瓶胚内应力水平。