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趕緊碼住!開裂真相大揭秘

2024-12-03  瀏覽量:90

 

趕緊碼住!開裂真相大揭秘

 

本案例是關于某椅子小腿底殼,其材質為HIPS,在安裝孔位置出現了開裂現象。該安裝孔內設計用于插入PVC彈性堵頭。由于無法獲取未開裂的良品作為參照,特選取開裂位置與底殼上其它正常安裝孔位置進行對比分析。同時,為了深入探究開裂原因,獲取了底殼原料粒子以及PVC堵頭進行對比分析,旨在通過這一系列的對比,找出導致安裝孔開裂的根本原因。

 

 

測試分析

 

1 形貌分析

 

對NG斷裂面進行形貌觀察,宏觀觀察無明顯塑性變形,屬脆性斷裂;主起裂源區內側右方上邊緣,位于堵頭接觸面,如圖2所示。

 

 

放大起裂源區,邊緣有較多的附在表面的雜質顆粒,是由于開裂后進入的;斷面上的樹脂比較圓潤、光滑,呈現明顯的溶脹痕跡,導致材料本身添加的無機填料顆粒不明顯,如圖3所示。

 

 

放大內側其他堵頭接觸的位置,靠近邊緣的部分,樹脂內部填料顆粒感較弱,溶脹痕跡明顯,靠內部距離,顆粒感較強,無明顯溶脹痕跡,如圖4所示。

 

 

把起裂源區的圖片與外側邊緣的圖片放在一起對比,溶脹痕跡更加明顯,如圖5所示。

 

 

2 TGA分析

 

利用熱重分析儀(TGA)對樣品NG位置與OK位置進行TGA對比分析,在熱譜圖上,橫坐標為加熱溫度,縱坐標為質量損失率,從TGA譜圖上可以看出,兩者無明顯差別,均有一個失重臺階,為聚苯乙烯主體分解導致,熱分解溫度無明顯差別如圖6所示。

 

 

3 GPC結果

 

利用GPC對正常位置與開裂位置進行相對分子量分析,詳見表1所示正常位置與開裂位置無明顯差別,開裂位置的數均分子量和重均分子量略高一些,開裂位置無明顯降解,詳細結果見表1所示。

 

 

4 GCMS分析

 

各取開裂位置、正常位置、原料、PVC堵頭0.15g剪碎放入玻璃瓶中,加入10ml丙酮進行超聲波振蕩萃取15min后過濾,利用熱裂解氣相質譜聯用儀(GC-MS)對過濾液進行有機助劑成分分析,從譜圖結果可知,在保留時間17.75min,開裂位置相比較正常位置和原料顆粒,多出一吸收峰,該峰為鄰苯增塑劑吸收峰;而PVC堵頭在此位置也有吸收峰,開裂位置增塑劑來自于PVC堵頭,詳見圖7所示。

 

 

結論

 

綜合分析:

從形貌結果可知,開裂孔為脆性斷裂,開裂孔位置與PVC堵頭接觸位置,表面有溶脹痕跡,而外側邊緣完全不接觸PVC堵頭位置,無明顯溶脹痕跡;從TGA結果和GPC結果可知開裂孔位置并未明顯降解,分子量無明顯降低;從GCMS結果可知,開裂孔位置導致溶脹的原因是PVC中鄰苯增塑劑遷移至孔內部,引發溶脹,增塑劑屬于小分子,進入孔內部以后,削弱了孔內部分子鏈與分子鏈之間的作用力,改變了材料的原先的凝聚態結構,在堵頭持續的擠壓下,受應力發生脆性斷裂。

 

總結:

小腿底殼安裝孔開裂的原因是PVC堵頭中的增塑劑遷移到孔內部,削弱了孔內部分子鏈與分子鏈之間的作用力,改變了材料的原先的凝聚態結構,在堵頭持續的擠壓下,受應力發生脆性斷裂。

 

建議:

提高底殼與堵頭的匹配性。

 

*** 以上內容均為原創,如需轉載,請注明出處 ***

 

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