煙火探測器：我裂開了？？

引言

某煙火探測器外殼裝車時正常，放置一段時間后發現探測器安裝部位出現裂紋，材質是PC953, 現分析其失效原因。

測試分析

1 外觀檢查

取NG外殼斷面進行觀察，起裂源位置位于左下角，放大起裂源區有明顯的擠壓變形痕跡，無明顯溶劑腐蝕痕跡。

圖1 NG外殼SEM圖片

2 熱學性能分析

2.1 TAG分析

對NG外殼及OK外殼進行熱重分析，對比TGA譜圖，從譜圖結果可知，兩者的TGA曲線明顯不同，NG外殼第一失重起始分解溫度為255.1℃， 而OK外殼第一失重起始分解溫度為418.0℃，NG外殼第一失重起始分解溫度明顯比OK外殼低162.9℃。

圖2 NG外殼及OK外殼 TGA譜圖

2.2 DSC分析

對NG外殼及OK外殼的玻璃化轉變溫度進行分析，從DSC譜圖上得知，NG外殼及OK外殼玻璃化轉變溫度均較低，兩者均加入了低分子的物質，NG外殼的玻璃化轉變溫度不到100℃，表明NG外殼探測器外殼中加了更多的小分子物質。

圖3 NG外殼及OK外殼 DSC譜圖

3 熔融指數分析

利用熔體流動速率儀對NG外殼與OK外殼的熔融指數進行分析，得知NG外殼熔融指數比OK外殼熔融指數大12.9g，表明NG外殼小分子較多，流動性好。

表1 NG外殼與OK外殼的熔融指數結果

4 材質分析

4.1 主成分分析

利用傅里葉變換顯微紅外光譜儀（FTIR）對NG外殼與OK外殼主成分進行分析，從譜圖上可知，NG外殼與OK外殼均為聚碳酸酯（PC），其中其中1779cm-1左右歸屬為聚碳酸酯中酯基（C=O）的伸縮振動特征吸收峰。

圖4 NG外殼與OK外殼 FTIR 譜圖

4.2 有機助劑分析

利用氣相-質譜聯用儀(GC-MS)測 NG外殼和 OK外殼有機成分進行對比分析，如圖4-2所示， 從 GC-MS譜圖上可知，NG外殼相比較 OK外殼加入了較多的磷酸三苯酯，磷酸三苯酯既是阻燃劑又起到增塑劑作用，加入過量的磷酸三苯酯，會使外殼的韌性增加，強度降低。

圖5 NG外殼與OK外殼四氫呋喃萃取液GCMS譜圖

圖6 NG外殼與OK外殼萃取前后的圖片

5 殘余應力分析

切取NG外殼未開裂的緊固螺釘安裝座以及OK外殼的安裝座做殘余應力分析，NG外殼以及OK外殼均未發生明顯的開裂，表明NG外殼及OK外殼安裝座無明顯殘余應力。

圖7 NG外殼與OK外殼安裝座浸泡四氯化碳后的圖片

結論

煙火探測器外殼發生開裂的原因是材料中加入過多的磷酸三苯酯阻燃增塑劑，使外殼的強度降低，在持續擠壓狀態下，在緊固螺釘安裝座位置發生開裂。

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