“耐刮擦塑料零件”不仅仅是一个短语到汽车买家的吸引力。它对汽车二级策略呈现出色挑战,以确保这些零件在现实世界中承诺。

许多供应商在注塑塑料零件之前,将少量(通常为1%)的迁移添加剂与聚合物混合,以应对这一挑战。成型后,植物衍生的添加剂在表面积累,形成一层薄膜,提高抗划痕性。

总部位于英国的Croda国际有限公司是迁移添加剂的领先供应商,定期测试处理过的部件,以验证添加剂的有效性。测试包括用标准工具以1到20牛顿的力划痕零件表面,然后测量薄膜的深度、宽度和轮廓,以确定它们的组成是否有任何差异。

最初,Croda的科学家使用宽视场光学显微镜测量划痕宽度,并使用白光干涉仪通过可视化划痕轮廓来确定划痕深度。然而,由于建立干涉仪和分析结果的复杂性,这种方法非常耗时。

干涉测量法的另一个问题是它在表面型材中产生了高度的可变性(由制备技术引起的损伤),例如在聚丙烯等多孔材料中存在尖峰。这些变化是干涉仪未正确检测到表面的结果。

“测试留下了一条划痕和两个丘,两侧相似于犁经过一个田地,”马丁读书,克罗达的铅科学家对聚合物添加剂应用的抗刮擦和团队领导者的主导科学家。“并设置干涉仪非常困难。获得一个划痕测量需要大约一个小时。“

去年年底,Croda研究了一种光学显微镜干涉测量法(OMI)的替代方法,该方法将增加测量量
精度和效率,降低操作员变异性。该公司最终决定使其科学家们使用奥林巴斯公司的Lext OLS5000共聚焦显微镜。

共聚焦显微镜使用针孔来探测来自三维清晰点的光,抛弃所有离焦的光,而广角光学显微镜可以一次照亮整个标本。共聚焦显微镜还提供了更好的分辨率和特征激光扫描算法,为一系列可视化和测量创建精确的3D地图。

通过使用LEXT OLS5000,研究人员现在可以测量刮伤深度和轮廓到最接近的10纳米。它们还能够获得划痕表面的更平滑的图像,以便于更准确的人类误差测量。同样重要的是,Lext显微镜(和操作软件)执行刮擦宽度和深度测量和分析比OMI方法快100倍。

“使用旧的技术,我们部门的四个人可能从同一样本中得到不同的结果,”马丁指出。“因为LEXT系统能够精确地进行3D测量,所以我们只需通过划痕观察切片并测量深度。这要容易得多,我们可以在两分钟内测量和处理塑料表面的10个划痕。”

有关共焦显微镜的更多信息,请致电484-896-5000或访问www.olympus-ims.com.