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塑料件应力开裂和老化开裂的区别,从裂纹走向和分子量查起

客户送来的塑料件开裂,我接样第一件事不是拍照,是问三个问题:哪里裂的、裂之前受过力没有、用了多久。因为应力开裂和老化开裂的机理完全不同,查错方向后面全是白忙。说白了,这两类开裂差在分子层面,一个是被拉断的,一个是自己老掉的。

机理先分清楚,一个是外力一个是时间

应力开裂,最常见的是环境应力开裂,溶剂、内应力、外载荷凑在一起,分子链在银纹区域被拉断,裂纹沿应力集中方向快速扩展,跟使用时间长短关系不大。老化开裂是分子链在光和氧作用下氧化降解,分子量慢慢掉,材料变脆,微裂纹自己长出来。一个是外力占主导,一个是时间占主导,这是本质区别。

这里有个坑要提醒:加了玻纤的塑料,玻纤取向会干扰裂纹方向判断,裂纹容易沿玻纤取向走,看起来”有方向”,别单凭一条裂纹就下结论,要把取向和受力方向放一起看,避坑点就在这。

外观上能看出端倪,裂纹走向不会骗人

应力开裂的裂纹方向性很强,垂直于主应力方向,裂纹边缘干净,材料本身不发黄不变色。老化开裂的裂纹没有明确方向,表面伴随粉化、变色、失光,裂纹边缘发脆发白。上个月我看了一件ABS外壳,表面明显发黄,裂纹像蜘蛛网一样散开,这基本是老化开裂的样貌。反过来看PC灯罩,裂纹笔直一条从应力集中角点往内走,表面颜色正常,应力开裂的可能性更大。

上设备验证,三组数据对上了结论才立得住

不过外观只是线索,验证还得靠仪器。FTIR按GB/T 6040-2019《红外光谱分析方法通则》操作,老化开裂的样品羰基区吸收明显增强,应力开裂的样品几乎没有变化;GPC测分子量,老化件分子量明显下降,应力开裂件分子量基本不变;SEM看断面,应力开裂断面有银纹拉丝特征,老化开裂断面脆而平。三组数据互相印证,结论才立得住。

还有一类情况要排除:原料本身分子量就不够,或者注塑时降解过头,这属于加工问题不是使用问题。GPC数据一样能看出来,把原料粒子和制件的分子量放一起比,答案就有了。

两类开裂的处理方向完全不同。应力开裂要改结构、去应力、换耐环境应力开裂的牌号;老化开裂要加抗氧剂和光稳定剂,改配方。判错了方向,越改越乱。如果你的塑料件也裂了,说不清原因,点击页面上的在线咨询按钮,把裂件照片和服役情况发过来,我帮你定检测方案。

(全文约911字)

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