電場對PP射出成形品高次構造影響之觀察

圖4.2 至 4.4 為 PP 以表 4.1 中的參數組 1，在不同模溫、電場強度下的 偏光顯微照片，樣本切片方向採平行塑料流動方向之截面，圖片右方為電 極正極處、左方為電極負極處，而塑料流動方向為由上向下流動。

圖4.2(a)為 PP 在模溫 40℃、分別於不同電場強度下的截面圖。從圖中 可以發現PP 樣本呈現出射出成形品常見的多層結構，由光程差(retardation) 呈現出的色澤來判斷大略可分為四層。最外層深色的部份為表皮層，當實 驗在射出充填階段時，塑料進入模穴，部分塑料與模具表面接觸後急速冷 卻固化，於是便在外側形成一層厚度較薄的表皮層。繼續往樣本的內側觀 察，與表皮層鄰接的是厚度較表皮層厚的剪切層，塑料在射出充填時，與 模具接觸之塑料形成表皮層，而鄰接表皮層的塑料則在充填時沿著表皮層 的平面流動，並在受到強烈的剪切作用之後冷卻固化。圖中樣本雖然在兩 側形成剪切層，厚度約在180~200μm 左右，但是兩側剪切層的色澤卻有明 顯的不同，靠正極處的剪切層為青綠色，靠負極處則為黃色，主要是因為 正極採用紅銅材料，並以鐵氟龍包覆作為絕緣；而負極則採模具本身接地 的設計，因此負極處的材料將直接與模具接觸，此邊界條件的不同造成了 兩側剪切層的差異。進一步將此區域放大觀察(如圖 4.5)，可以明顯地觀測 到兩側表皮層在色澤上也有差異，顯示兩側邊界條件不同對表皮層也具有

影響，而在表皮層或剪切層中可以發現些許與充填時塑料流動方向平行的 考圖4.7。而在此模溫下，尚無法比較出 0V/mm、1000V/mm 以及 1500V/mm 三種電場強度下有何高次構造上的差異。

如圖4.3，當模溫提升至 60℃後，樣本的多層結構便產生了變化。首先 是剪切層的部份，整體的厚度由模溫40℃時的 180~200μm 減少至 130~150 μm 左右，且靠正極處的剪切層也由青綠色轉為偏向黃綠色，而原本存在

但樣本在電場強度0V/mm、1000V/mm、1500V/mm 時的內部高次構造仍未 有明顯差異出現。

繼續將模溫提升至80℃(如圖 4.4)，可以觀察到樣本多層結構的變化仍 在持續著，而其變化趨勢與模溫由40℃提升至 60℃時相似。如圖 4.10，最 外側的表皮層厚度較模溫40℃及 60℃時薄，而剪切層也減少至大約 50~100 μm 左右，不過中間層的分布則與模溫 60℃時無明顯差異。由於表皮層與

剪切層減少的緣故，中央的核心層區域也因而增加，不過核心層內的青綠 色點狀較無明顯的增加(如圖 4.11)。而在此模溫下電場依然沒對樣本的高次 構造產生顯著影響。

由於PP 為非極性材料，因此實驗中的電場未能對純 PP 射出成形品的 高次構造產生明顯影響，此實驗結果與預期的相同。而本章節PP 在各模溫 下成形的高次構造，仍能作為電場對極性材料射出成形品高次構造影響之 實驗的參考對照組，且本章節對高次構造的分析也將有助於以下實驗之判 斷。

(a)

(b)

(c)

圖4.2 PP 在模溫 40℃，分別於電場強度(a)0V/mm (b)1000V/mm (c)1500V/mm 下成形之偏光顯微照片，放大倍率為 50 倍。

(a)

(b)

(c)

圖4.3 PP 在模溫 60℃，分別於電場強度(a)0V/mm (b)1000V/mm (c)1500V/mm 下成形之偏光顯微照片，放大倍率為 50 倍。

(a)

(b)

圖4.4 PP 在模溫 80℃，分別於電場強度(a)0V/mm (b)1000V/mm 下成形 之偏光顯微照片，放大倍率為 50 倍。

(a)

(b)

圖4.5 PP 在模溫 40℃，分別於(a)正極 (b)負極之剪切層偏光顯微照片，

放大倍率為100 倍。

圖4.6 PP 在模溫 40℃，於核心層之偏光顯微照片，放大倍率為 200 倍。

圖4.7 PP 射出成形品之整體結構

(a)

(b)

圖4.8 PP 在模溫 60℃，分別於(a)正極 (b)負極之剪切層偏光顯微照片，

放大倍率為100 倍。

圖4.9 PP 在模溫 60℃，於核心層之偏光顯微照片，放大倍率為 200 倍。

(a)

(b)

圖4.10 PP 在模溫 80℃，分別於(a)正極 (b)負極之剪切層偏光顯微照 片，放大倍率為100 倍。

圖 4.11 PP 在模溫 80℃，於核心層之偏光顯微照片，放大倍率為 200 倍。