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尼龙(PA)塑料断裂失效分析方法

嘉峪检测网        2021-05-08 13:42

1. 分析项目

1.1 SEM形貌观察

      利用扫描电子显微镜对NG样品的断面进行形貌观察,宏观观察:无明显塑性变形,属脆性断裂;断面无明显孔洞、应力辉纹及化学腐蚀的痕迹。

 

尼龙(PA)塑料断裂案例分析尼龙(PA)塑料断裂案例分析

图1. NG样品宏观SEM图片

 

1.2材质分析

1.2.1有机成分分析

      利用裂解-气相质谱仪对NG样品与OK样品进行有机成分分析:从裂解出来的谱峰进行分析,结果详见表1:NG样品与OK样品均为尼龙66,除此之外,NG样品与OK样品均含有溴化聚苯乙烯阻燃剂,酚类抗氧剂,聚乙烯增韧剂有机助剂,两者无明显差别。

表1.NG样品与OK样品有机成分结果

尼龙(PA)塑料断裂案例分析

 

尼龙(PA)塑料断裂案例分析

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图2 . NG样品与OK样品Py-GCMS谱图

 

1.2.2填料分析

      NG样品与OK样品灰分结果详见表2:NG样品灰分质量分数31.27,即NG样品添加的无机填料质量分数为31.27,OK样品灰分质量分数为25.88,即OK样品添加的无机填料质量分数为25.88。 从灰分颜色看,NG样品灰分是黑色的,而OK样品的灰分是白色的,两者有明显差别,如图3所示。

 

表2.NG样品与OK样品灰分结果

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图3.NG样品与OK样品灰分图片

 

      利用电子扫描显微镜对NG样品灰分及OK样品灰分进行形貌观察,如图4所示:NG样品灰分玻璃纤维的圆柱状形貌已经消失,而OK样品灰分仍呈现玻璃纤维的圆柱状形貌。

 

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图4.NG样品与OK样品灰分SEM图片

 

1.3 硬度分析

    利用洛氏硬度仪对NG样品与OK样品的洛氏硬度进行分析,NG样品的洛氏硬度为97.4(HRL),小于100(HRL),而OK样品的洛氏硬度为106.4HRL,两者相差9(HRL),即使NG样品添加的无机填料比OK样品多5%,洛氏硬度仍比OK样品低,结果详见表3。

表3.NG样品与OK样品洛氏硬度结果

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1.4 物理性能分析

    取NG样品的另一端未断裂位置,利用微机控制电子万能试验机以及OK样品的两端进行最大力测试, NG样品未断裂一端的最大力为242N,而OK样品两端的最大力为分别为 575/771 (N), NG品最大力比OK样品的一半还要小。

表4.NG样品与OK样品最大力结果

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图5.NG样品与未OK样品最大力谱图

 

 1.5 TGA分析  

      利用热重分析仪对NG样品与OK样品的热失重分析,如图6所示,NG样品的起始分解温度为388.2℃,而OK样品的起始分解温度为335.1℃,NG样品的起始分解温度远高于使用时间较久的而OK样品的连接杆,即表明NG样品并未发生明显的降解。

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图6.NG样品与OK样品的TGA谱图

 

2. 综合分析

 

综合以上结果,可以得出以下结论:

(1)NG样品断裂模式为脆性断裂;

(2)NG样品断裂的原因是:NG样品更换了玻纤种类,导致强度降低,性能不能满足使用,在频繁使用过程中,发生断裂。

(3)建议:更换玻纤种类。

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来源:美信