Az autóipari hőre lágyuló műanyagok meghibásodásának gyakori okai

A fröccsöntött hőre lágyuló műanyag alkatrészek meghibásodása a legkülönbözőbb formákban jelentkezik. Gyakran a kiválasztott anyag vagy az alkatrészek és alkatrészek gyártási folyamata okozza a problémát. Amikor hibás alkatrészek hagyják el a gépet, fontos megtalálni a hiba kiváltó okát, hogy a gyártási folyamatot, az anyagot vagy a kialakítást újra lehessen állítani, és elkerülhetők legyenek a hosszú távú költségek. A legtöbb hőre lágyuló műanyag meghibásodása hőelemző műszerekkel elemezhető. A hőre lágyuló műanyagok két gyakori meghibásodását választottuk ki, és bemutatjuk, hogyan segíthet a termoanalízis a meghibásodás okának meghatározásában.

1. eset:

A rádió burkolatának törése alacsony hőmérsékleten

Egy autó műszerfalába épített rádiófedél ismeretlen okokból eltörött. Feltételezhető, hogy a feldolgozott anyag más anyagokkal szennyeződhetett, vagy hogy a törött alkatrész előállításához nem megfelelő polimerösszetételt használtak. Ezért első lépésben méréseket végeztek a NETZSCH DSC 214 Polyma készülékkel, hogy megtalálják a meghibásodás okát. A módszer különösen alkalmas a meghibásodás okának első felmérésére, mivel viszonylag kis ráfordítással sok mindent megtudhatunk az anyag tulajdonságairól. Mind a jó alkatrészből származó mintát, mind a rossz alkatrészből származó mintát N2 atmoszférában 10 K/perc fűtési sebességgel hőmérsékletprogramnak vetették alá. Az 1. ábra a mérési eredményeket mutatja. Környezeti hőmérséklet felett a két minta azonos viselkedést mutat. Az üvegesedési átmeneti hőmérsékletek és az olvadási csúcsok azonos hőmérsékleten jelentkeznek. A jó minta azonban egy második üvegesedési átmenetet mutat körülbelül - 58°C-on, ami a rossz mintából hiányzik. A jó minta második üvegátmenete egy elasztomer komponensre vezethető vissza, amely jobb hideg rugalmasságot és ütésállóságot biztosít. Mivel ez a komponens hiányzott a rossz alkatrész mintájából, a rádióburkolat nem rendelkezett azzal a hideg rugalmassággal, amivel kellett volna, és ennek következtében alacsony hőmérsékleten eltört.

Ez a példa egyike a differenciál pásztázó kalorimetria számos alkalmazásának a hőre lágyuló műanyag alkatrészek hibaelemzésében.

2. eset:

Termoplasztikus alkatrész törése feszültség alatt

A polimerekben intenzív anyagátadási folyamatok játszódhatnak le. Gázok, szerves oldószerek, színezékek és nedvesség is diffundálhatnak a polimerekbe vagy azokon keresztül. Az elnyelt nedvesség azonban megváltoztatja a polimerek tulajdonságait. Ide tartoznak a polimer mechanikai tulajdonságai is, pl. a modulus, amely a rugalmas alakváltozással szembeni ellenállást méri. Egy hőre lágyuló műanyag alkatrész feszültség alatti meghibásodása is összefüggésbe hozható a nedvesség felvételével az anyagba. Egy nedvességgenerátorral felszerelt dinamikus mechanikai analizátor segíthet a mechanikai tulajdonságok meghatározásában különböző nedvességszintek mellett. A 2. ábrán egy poliamid 6 (PA) mintát mértünk 1 Hz-es frekvencián és 40°C-os hőmérsékleten, húzó üzemmódban. A relatív páratartalmat fokozatosan 0%-ról 75%-ra növelték az idő múlásával. Az anyag merevségét (amelyet az E' tárolási modulus ír le) ezekben a relatív páratartalom lépésekben mértük. Jól látható, hogy az anyag merevsége a relatív páratartalom növekedésével csökken. Az 50%-os relatív páratartalomnál a tárolási modulus körülbelül 74%-kal csökkent.

Ez a példa jól mutatja, hogy mennyire fontos ismerni a polimer mechanikai tulajdonságait az autóban és a különböző éghajlati viszonyok között. Ennek megfelelően létfontosságú, hogy olyan hőre lágyuló anyagokat használjunk az autóipari alkatrészek és komponensek gyártásánál, amelyek ellenállnak a körülményeknek. A hőre lágyuló anyagok gyakori meghibásodási okainak két példája azt mutatja, hogy a hőelemzési technikák és műszerek segíthetnek a meghibásodás okainak meghatározásában.a DSC 214 Polyma készülékkel végzett mérések sokféle kérdés megválaszolásában segíthetnek. További információkat a differenciál pásztázó kalorimetriáról itt talál. Az anyagok DMA 242 E Artemis készülékkel történő elemzése betekintést nyújt a hőmérséklettől függő viszkoelasztikus tulajdonságok, például a merevség és a csillapítási viselkedés vizsgálatába. Tudjon meg többet a dinamikus mechanikai analízisről itt.