Análise de falhas por meio de DSC - Estudo de caso: Rompimento de abraçadeiras de nylon

Introdução

As abraçadeiras de náilon são produzidas por moldagem por injeção usando PA66 (náilon 66) aprovado pela UL. Devido à sua boa resistência a ácidos, resistência à corrosão, isolamento e propriedades mecânicas e estabilidade ao envelhecimento, as abraçadeiras de náilon são amplamente utilizadas em aparelhos eletrônicos e elétricos, fios e cabos, lâmpadas e lanternas, máquinas e equipamentos, construção naval, construção civil e outros setores.

A resistência à ruptura é um dos indicadores de desempenho mais importantes das abraçadeiras de náilon. Independentemente de a fratura ocorrer na parte final, no centro ou nos dentes reversos, a resistência à fratura deve ser maior do que o valor nominal da resistência à EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão. Quando a resistência à fratura é menor do que o valor nominal, uma das soluções é substituir o tirante atual por outro produto com maior resistência à EstirpeA deformação descreve uma deformação de um material, que é carregado mecanicamente por uma força ou estresse externo. Os compostos de borracha apresentam propriedades de deformação se uma carga estática for aplicada.tensão. No entanto, as possíveis razões para a falha do tirante de náilon devem ser consideradas, por exemplo, a alta temperatura e o longo tempo de armazenamento resultam em envelhecimento e fragilização. Além disso, a perda de umidade influenciará significativamente as propriedades mecânicas. Uma causa fundamental sempre pode ser a substituição do material original por matérias-primas de baixo custo ou o uso de materiais reciclados. Por último, mas não menos importante, as condições de processamento têm uma influência importante na qualidade final dos dormentes.

Preparação da amostra e condições de medição

Nesta nota de aplicação, as causas da quebra foram analisadas pelo método DSC; os detalhes são os seguintes: Há 3 amostras de abraçadeiras de náilon, que são a amostra nº 1 OK, a amostra nº 2 estoque e a amostra nº 3 NOK (quebrada no meio), conforme mostrado na figura 1. As condições de medição estão detalhadas na tabela 1.

Tabela 1: Parâmetros para medições de DSC

Resultados da medição

Para comparar as diferenças das três amostras, as curvas de aquecimento e as curvas de resfriamento são mostradas nas figuras 2 e 3, respectivamente. A amostra nº 1, a amostra nº 2 e a amostra nº 3 são apresentadas em vermelho, verde e azul.

De acordo com os resultados do^primeiro aquecimento, a Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). temperatura de fusão (pico de 261,9 °C) da amostra nº 1 está na faixa da Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). temperatura de fusão teórica do PA66 (225 °C a 265 °C). As faixas de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). temperatura de fusão das amostras nº 2 e nº 3 são bastante semelhantes, embora as formas dos picos sejam diferentes. A forma da primeira curva de aquecimento é influenciada pelo histórico termomecânico (como as condições de processamento e também a preparação da amostra) e, portanto, não será discutida mais detalhadamente.

Para uma comparação direta do material, é melhor comparar as^segundas curvas de aquecimento, pois o histórico térmico de todas as amostras agora é exatamente o mesmo. Os picos de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão das amostras nº 2 e nº 3 são bastante semelhantes, o que significa que as composições da amostra nº 2 e da amostra nº 3 provavelmente são as mesmas. A amostra nº 1 apresenta um comportamento de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão completamente diferente. Portanto, supõe-se que a amostra nº 1 deve ser feita de um material diferente.

As curvas de resfriamento mostram que a temperatura de CristalizaçãoA cristalização é o processo físico de endurecimento durante a formação e o crescimento de cristais. Durante esse processo, o calor da cristalização é liberado.cristalização da amostra nº 1 (pico de 225,9 °C) é mais alta do que a das outras duas amostras, e as temperaturas de CristalizaçãoA cristalização é o processo físico de endurecimento durante a formação e o crescimento de cristais. Durante esse processo, o calor da cristalização é liberado.cristalização das amostras nº 2 e nº 3 são semelhantes.

Combinando os resultados do^segundo aquecimento e resfriamento, pode-se presumir que a amostra nº 1 é provavelmente PA66. O material das amostras nº 2 e nº 3 é bastante semelhante e pode ser outro tipo de poliamida.

Para identificar o material das amostras nº 2 e nº 3, foi usada a função Identify do software Proteus^®. A semelhança entre a segunda curva de aquecimento da amostra nº 2 e o PA610 chega a 98,92% (a curva verde na figura 4 é a^segunda curva de aquecimento da amostra nº 2, e a curva vermelha é a curva padrão do PA610 no banco de dados), o que indica que o material das amostras nº 2 e nº 3 é provavelmente o PA610.

A Figura 5 mostra o resultado de identificação da^segunda curva de aquecimento da amostra nº 1; a semelhança entre a amostra nº 1 e o PA66 no banco de dados KIMW* é de quase 90%, o que confirma a suposição anterior.

*Banco de dados KIMW para medições de DSC em polímeros, uma colaboração com o Kunststoffinstitut Lüdenscheid, Alemanha

Resumo

De acordo com os resultados da identificação, a amostra nº 1 OK é feita de PA66, mas a amostra nº 2 estoque e a amostra nº 3 NOK são feitas de PA610. As propriedades mecânicas do PA66 e do PA610 são diferentes, e o comportamento de Temperaturas e entalpias de fusãoA entalpia de fusão de uma substância, também conhecida como calor latente, é uma medida da entrada de energia, normalmente calor, necessária para converter uma substância do estado sólido para o líquido. O ponto de fusão de uma substância é a temperatura na qual ela muda de estado, passando do sólido (cristalino) para o líquido (fusão isotrópica). fusão e CristalizaçãoA cristalização é o processo físico de endurecimento durante a formação e o crescimento de cristais. Durante esse processo, o calor da cristalização é liberado.cristalização não é o mesmo, mesmo que tenham sido processados com o mesmo método; um deles pode ser superaquecido ou degradado, o que pode influenciar o desempenho dos produtos - por exemplo, pode fraturar facilmente.