赶紧码住！开裂真相大揭秘

赶紧码住！开裂真相大揭秘

本案例是关于某椅子小腿底壳，其材质为HIPS，在安装孔位置出现了开裂现象。该安装孔内设计用于插入PVC弹性堵头。由于无法获取未开裂的良品作为参照，特选取开裂位置与底壳上其它正常安装孔位置进行对比分析。同时，为了深入探究开裂原因，获取了底壳原料粒子以及PVC堵头进行对比分析，旨在通过这一系列的对比，找出导致安装孔开裂的根本原因。

测试分析

1 形貌分析

对NG断裂面进行形貌观察，宏观观察无明显塑性变形，属脆性断裂；主起裂源区内侧右方上边缘，位于堵头接触面，如图2所示。

放大起裂源区，边缘有较多的附在表面的杂质颗粒，是由于开裂后进入的；断面上的树脂比较圆润、光滑，呈现明显的溶胀痕迹，导致材料本身添加的无机填料颗粒不明显，如图3所示。

放大内侧其他堵头接触的位置，靠近边缘的部分，树脂内部填料颗粒感较弱，溶胀痕迹明显，靠内部距离，颗粒感较强，无明显溶胀痕迹，如图4所示。

把起裂源区的图片与外侧边缘的图片放在一起对比，溶胀痕迹更加明显，如图5所示。

2 TGA分析

利用热重分析仪（TGA）对样品NG位置与OK位置进行TGA对比分析，在热谱图上，横坐标为加热温度，纵坐标为质量损失率，从TGA谱图上可以看出，两者无明显差别，均有一个失重台阶，为聚苯乙烯主体分解导致，热分解温度无明显差别如图6所示。

3 GPC结果

利用GPC对正常位置与开裂位置进行相对分子量分析，详见表1所示正常位置与开裂位置无明显差别，开裂位置的数均分子量和重均分子量略高一些，开裂位置无明显降解，详细结果见表1所示。

4 GCMS分析

各取开裂位置、正常位置、原料、PVC堵头0.15g剪碎放入玻璃瓶中，加入10ml丙酮进行超声波振荡萃取15min后过滤，利用热裂解气相质谱联用仪（GC-MS）对过滤液进行有机助剂成分分析，从谱图结果可知，在保留时间17.75min，开裂位置相比较正常位置和原料颗粒，多出一吸收峰，该峰为邻苯增塑剂吸收峰；而PVC堵头在此位置也有吸收峰，开裂位置增塑剂来自于PVC堵头，详见图7所示。

结论

综合分析：

从形貌结果可知，开裂孔为脆性断裂，开裂孔位置与PVC堵头接触位置，表面有溶胀痕迹，而外侧边缘完全不接触PVC堵头位置，无明显溶胀痕迹；从TGA结果和GPC结果可知开裂孔位置并未明显降解，分子量无明显降低；从GCMS结果可知，开裂孔位置导致溶胀的原因是PVC中邻苯增塑剂迁移至孔内部，引发溶胀，增塑剂属于小分子，进入孔内部以后，削弱了孔内部分子链与分子链之间的作用力，改变了材料的原先的凝聚态结构，在堵头持续的挤压下，受应力发生脆性断裂。

总结：

小腿底壳安装孔开裂的原因是PVC堵头中的增塑剂迁移到孔内部，削弱了孔内部分子链与分子链之间的作用力，改变了材料的原先的凝聚态结构，在堵头持续的挤压下，受应力发生脆性断裂。

建议：

提高底壳与堵头的匹配性。

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