PC塑料失效分析背景

聚碳酸酯，又称PC，身居五大工程塑料之一，具有优异的透光性、抗冲击性、电绝缘性、耐候性等。在建材、汽车、电子、航天等行业有广泛的应用。然而，硬币的另一面， PC遇到有机小分子易溶胀、遇到碱性环境易水解、热环境可降解，这些均会导致PC零件、构件、部件的腐蚀、开裂等PC塑料腐蚀失效问题。影响产品质量、使用安全、甚***是商誉。

确定pc塑料腐蚀分析思

（1）“白色附着物”是“环境外来物”侵袭还是材料腐蚀的“产物”？

（2）“开裂处”是否有材料的降解、化学腐蚀、物质侵入？

（3）失效位置在空间上与橡胶密封圈或接触或邻近，是否相关，需要获取直接证据。

pc塑料腐蚀分析思考解决方案

（1）分析本案有关的正常PC材料、橡胶密封圈的成分，获得失效分析的基础对标数据。

（2） 分析“白色附着物”重点关注是否有PC的降解产物、是否有不属于3.1的全成分分析结果中的成分。

（3）开裂处电镜分析、物质微萃取分析，查阅开裂与3.1和3.2分析结果的关联。

（4）经过3.1-3.3的分析，针对性地排查橡胶密封圈中的化学物质在本案中的影响。

（5） 综合分析所得数据，对本失效案例做出科学的判断，以便客户在后续研发中避免这些风险因素。

设计、执行、完成pc塑料腐蚀分析实验

3.1 全成分分析获得PC材料、橡胶密封圈的成分，作为基础数据，如下表所示橡胶密封圈成分。

3.2  分析“白色附着物”和开裂位置

1）SEM-EDS：PC壳体失效处呈现了明显的材料腐蚀的形貌。

2）FTIR：壳体表面白色物质的红外谱图，除PC外，可见少量的双酚A及双酚A的盐。

3）NMR：壳体表面白色附着物的NMR谱图，除PC外，可见双酚A的特征出峰。

4）DSC：正常未老化的PC的Tg-onset为138℃，而老化后的白色物质的Tg-onset为43℃，提示分子量的显著降低。（谱图与对比谱图略）

5）TGA：~400℃前失重占比26.2%，400-430℃失重占比约10.3%，提示了白色物质中低分子PC和单体双酚A的热失重。（谱图与对比谱图略）

6）HS-GCMS：橡胶密封条为偶氮二异丁腈（AIBN）发泡的硅橡胶，产品中残留较高含量的发泡剂及发泡剂片段，其水浸泡液呈弱碱性（pH：8.79）。（谱图与对比谱图略）

pc塑料腐蚀分析结论

1）“白色附着物”为中发现了PC碱性条件下的水解生成的双酚A和双酚A盐。

2）接触的密封条为AIBN发泡的硅橡胶胶条，成品检测到明显的发泡剂及分解片段的残留，呈弱碱性。

3）残留发泡剂、分解或反应产物，在湿气条件下形成弱碱性环境，对PC造成致命性的腐蚀、降解、破坏。PC件力学性能发生大幅下降，在应力作用下出现开裂。

给出优化建议

本例中PC接触零件（发泡的硅橡胶密封圈）中残留的物质具有碱性，使PC发生了水解，产生了宏观的失效现象（出现白色附着物）、易开裂。本产品应主动地、优先地去除掉带有发泡剂残留的密封圈这个典型的不利因素。

通过对样品失效现象的微观探索，可以揭示失效的微观本质，这样可以有效指导生产实践。亦可用于区分清楚各方责任，例如产品设计部门在材料选型的责任，以及橡胶密封圈生产加工方的相关责任。

1、失效分析

失效分析-开裂

失效分析-变色

失效分析-脱漆

失效分析-粘接不良

失效分析-腐蚀

失效分析-轴承失效

失效分析-物理性能改变

失效分析-电学性能改变

失效分析-化学性能改变

汽车零部件失效分析

失效分析-材料合成/加工异常

断面分析及材料验证

断面分析

2、异物分析

异物分析-析出（不用对比正常位置）

异物分析-析出（对比正常位置）

异物分析-夹杂

异物分析-外来污染物

异物分析-工业产线异物

异物定性半定量分析

异物溯源

3、工业问题剖析

离子交换树脂的评价分析

特种材料金属评价（20-22个元素）

特种材料金属评价（60个元素）

验证评价

饮用纯水的物质评价

特种设备用纯水的物质评价

水异味物质分析

材料高温析出物/挥发物评价

材料高温高湿析出物/挥发物评价

材料合成/加工异常评价

工业问题剖析

异常件诊断评估

4、显示领域分析

LCD材料个性化分析

LCD器件个性化分析

显示屏用材料异常的分析

OLED材料个性化分析

OLED器件个性化分析

LED材料失效分析

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有机材料/高分子材料失效分析服务