Често срещани причини за повреда на автомобилни термопластични материали

Повредите на шприцовани термопластични части се проявяват в широк спектър от форми. Често причината за проблема е избраният материал или производственият процес на частите и компонентите. Всеки път, когато дефектните части напускат машината, е важно да се намери основната причина за повредата, за да се пренастрои производственият процес, материалът или дизайнът и да се избегнат дългосрочни разходи. Повечето повреди на термопластични материали могат да бъдат анализирани с помощта на уреди за термичен анализ. Избрали сме две често срещани повреди на термопластични материали и показваме как термичният анализ може да помогне за определяне на причината за повредата.

Случай 1:

Счупване на капака на радиоприемника при ниски температури

Покривът на радиото, вграден в арматурното табло на автомобил, се счупи по неизвестни причини. Може да се предположи, че обработеният материал може да е бил замърсен с други вещества или че за производството на счупената част е използван неправилен полимерен състав. Затова на първо място бяха извършени измервания с NETZSCH DSC 214 Polyma, за да се открие причината за повредата. Методът е особено подходящ за първа оценка на причината за повредата, тъй като дава много информация за свойствата на материала със сравнително малко усилия. Както проба от добрата част, така и проба от лошата част бяха подложени на температурна програма в атмосфера N2 при скорост на нагряване 10 K/min. На фигура 1 са показани резултатите от измерванията. Над околната среда двата образеца показват едно и също поведение. Температурите на стъкловиден преход и пиковете на топене се появяват при една и съща температура. При добрия образец обаче се наблюдава втори стъклен преход при около - 58 °C, който липсва при лошия образец. Вторият стъклен преход на добрия образец може да се проследи до еластомерен компонент, който осигурява по-добра гъвкавост при студ и якост на удар. Поради липсата на този компонент в образеца на лошата част, капакът на радиото не е имал гъвкавостта при студ, която е трябвало да има, и следователно се е счупил при ниски температури.

Този пример е едно от многото приложения на диференциалната сканираща калориметрия за анализ на неизправности на термопластични части.

Случай 2:

Счупване на термопластична част под напрежение

В полимерите могат да протичат интензивни процеси на пренос на вещества. Газове, органични разтворители, оцветители, както и влага могат да дифундират в или през полимери. Абсорбираната влага обаче променя свойствата на полимерите. Това включва и механичните свойства на полимера, например модула, който е мярка за устойчивостта на еластична деформация. Повредата на термопластична част при натоварване също може да бъде свързана с поглъщането на влага в материала. Динамичен механичен анализатор, оборудван с генератор на влажност, може да помогне за определяне на механичните свойства при различни нива на влажност. На фигура 2 е показано измерване на проба от полиамид 6 (PA) при честота 1 Hz и температура 40°C в режим на опън. Относителната влажност е увеличена поетапно от 0% до 75% с течение на времето. При тези стъпки на относителната влажност е измерена твърдостта (описана чрез модула на съхранение E') на материала. Ясно се вижда, че твърдостта на материала намалява с увеличаването на относителната влажност. При относителна влажност 50 % модулът на съхранение намалява с приблизително 74 %.

Този пример показва колко е важно да се познават механичните свойства на полимера в условията на експлоатация в автомобил и при различни климатични условия. Съответно е от съществено значение да се използват термопластични материали при конструирането на автомобилни части и компоненти, които могат да издържат на условията. Двата примера за често срещани причини за повреда на термопластични материали показват, че техниките и инструментите за термичен анализ могат да помогнат за определяне на причините за повреда.измерването с DSC 214 Polyma може да помогне да се отговори на голямо разнообразие от въпроси. Получете повече информация за диференциалната сканираща калориметрия тук. Анализът на материали с DMA 242 E Artemis дава представа за вискоеластичните свойства в зависимост от температурата, като твърдост и поведение на затихване. Научете повече за динамичния механичен анализ тук.