| Published: 

Analisis Kegagalan dengan Menggunakan DSC - Studi Kasus: Kerusakan Ikatan Nilon

Pendahuluan

Ikatan nilon diproduksi dengan cetakan injeksi menggunakan PA66 (Nilon 66) yang disetujui UL. Karena ketahanan asam yang baik, ketahanan korosi, isolasi dan sifat mekanik, dan stabilitas penuaan, ikatan nilon banyak digunakan dalam peralatan elektronik dan listrik, kabel dan kabel, lampu dan lentera, mesin dan peralatan, pembuatan kapal, konstruksi, dan industri lainnya.

Kekuatan putus adalah salah satu indikator kinerja terpenting dari ikatan nilon, apakah fraktur terjadi di bagian ujung, tengah, atau gigi terbalik, kekuatan fraktur harus lebih tinggi dari nilai nominal kekuatan tegangan. Ketika kekuatan fraktur kurang dari nilai nominal, salah satu solusinya adalah mengganti dasi saat ini dengan produk lain dengan kekuatan tegangan yang lebih tinggi. Namun, kemungkinan penyebab kegagalan dasi nilon harus dipertimbangkan, misalnya, suhu tinggi dan waktu penyimpanan yang lama mengakibatkan penuaan dan penggetasan. Tetapi juga, hilangnya kelembaban akan secara signifikan mempengaruhi sifat mekanik. Penyebab mendasarnya adalah penggantian bahan asli dengan bahan baku yang murah atau penggunaan bahan daur ulang. Yang terakhir, kondisi pemrosesan memiliki pengaruh penting pada kualitas akhir ikatan.

Persiapan Sampel dan Kondisi Pengukuran

Dalam catatan aplikasi ini, penyebab kerusakan dianalisis dengan metode DSC; rinciannya adalah sebagai berikut: Terdapat 3 sampel dasi nilon, yaitu sampel #1 OK, sampel #2 stok, dan sampel #3 NOK (patah di tengah), seperti yang ditunjukkan pada gambar 1. Kondisi pengukuran dirinci dalam tabel 1.

1) Foto sampel

Tabel 1: Parameter untuk pengukuran DSC

SampelSampel # 1 OKSampel # 2 StokSampel #3 NOK
Massa sampel [mg]9.489.039.04
Wadah

Concavus® Cawan lebur al, tutup yang ditusuk

Program suhu

-50°C ... 300°C

Laju pemanasan/pendinginan

20 K / menit

Atmosfer

Nitrogen (20 ml/menit)

Hasil Pengukuran

Untuk perbandingan perbedaan ketiga sampel, kurva pemanasan dan kurva pendinginan masing-masing ditunjukkan dalam gambar 2 dan 3. Sampel #1, sampel #2 dan sampel #3 disajikan dalam warna merah, hijau dan biru.

Menurut hasil pemanasanpertama, Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik). suhu leleh (puncak 261,9°C) sampel #1 berada dalam kisaran Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik). suhu leleh teoretis PA66 (225°C hingga 265°C). Kisaran Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik). suhu leleh sampel #2 dan #3 sangat mirip, meskipun bentuk puncaknya berbeda. Bentuk kurva pemanasan pertama dipengaruhi oleh riwayat termomekanik (seperti kondisi pemrosesan dan juga persiapan sampel), dan oleh karena itu, hal ini tidak akan dibahas lebih lanjut.

2) Hasil DSC untuk kurva pemanasan pertama (kurva atas) dan untuk kurva pemanasan kedua (kurva bawah)
3) Hasil DSC untuk kurva pendinginan

Untuk perbandingan langsung dari bahan, lebih baik membandingkan kurva pemanasanke-2, karena riwayat termal semua sampel sekarang persis sama. Puncak leleh sampel #2 dan #3 sangat mirip, yang berarti, komposisi sampel #2 dan sampel #3 kemungkinan besar sama. Sampel #1 menunjukkan perilaku peleburan yang sangat berbeda. Oleh karena itu, sampel #1 seharusnya dibuat dari bahan yang berbeda.

Kurva pendinginan menunjukkan bahwa suhu KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan.kristalisasi sampel #1 (puncak 225,9 ° C) lebih tinggi daripada 2 sampel lainnya, dan suhu KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan.kristalisasi sampel #2 dan #3 serupa.

Dengan menggabungkan hasil pemanasan dan pendinginanke-2, dapat diduga bahwa sampel #1 kemungkinan adalah PA66. Bahan sampel #2 dan #3 sangat mirip dan mungkin merupakan jenis poliamida yang lain.

Untuk mengidentifikasi bahan sampel #2 dan #3, fungsi Identifikasi dari perangkat lunak Proteus® digunakan. Kemiripan antara kurva pemanasan ke-2 sampel #2 dan PA610 mencapai 98,92% (kurva hijau pada gambar 4 adalah kurva pemanasanke-2 sampel #2, dan kurva merah adalah kurva standar PA610 dalam database), yang mengindikasikan bahwa bahan sampel #2 dan #3 kemungkinan besar adalah PA610.

4) Mengidentifikasi hasil sampel #2

Gambar 5 menunjukkan hasil identifikasi kurva pemanasanke-2 sampel #1; kemiripan antara sampel #1 dan PA66 dalam basis data KIMW* hampir mencapai 90%, yang menegaskan asumsi sebelumnya.

*Basis data KIMW untuk pengukuran DSC pada polimer, sebuah kolaborasi dengan Kunststoffinstitut Lüdenscheid, Jerman

5) Mengidentifikasi hasil sampel #1

Ringkasan

Menurut hasil Identifikasi, sampel #1 OK terbuat dari PA66, tetapi stok sampel #2 dan sampel #3 NOK terbuat dari PA610. Sifat mekanik PA66 dan PA610 berbeda, dan perilaku peleburan dan KristalisasiKristalisasi adalah proses fisik pengerasan selama pembentukan dan pertumbuhan kristal. Selama proses ini, panas kristalisasi dilepaskan.kristalisasi tidak sama, meskipun diproses dengan metode yang sama; salah satunya mungkin terlalu panas atau terdegradasi, yang dapat memengaruhi kinerja produk - misalnya, mudah patah.