高分子材料失效分析

         隨著高分子材料制造技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的高性能化、高功能化、復(fù)合化、智能化和綠色化的高分子材料越來越得到應(yīng)用。因此在日常材料研發(fā)和使用過程中中需要通過失效分析手段查找其失效根本原因及機(jī)理，來提高分子材料產(chǎn)品質(zhì)量和工藝改進(jìn)。 

圖1典型高分子材料

        高分子材料的失效模式主要包括：材料斷裂，材料開裂，材料分層，材料腐蝕，表面起泡，表面涂層脫落，外觀變色，材料磨損失效，和金屬材料檢測相比，高分子材料失效分析有其特殊性和復(fù)雜性。高分子材料失效分析的常用手段主要包括：

        1)高分子材料成分分析：主要目的是了解高分子材料的組成和單體成分，其具體的分析手段如下：

                a)傅里葉紅外光譜儀（FTIR）

                b)顯微共焦拉曼光譜儀(Raman)

                c)掃描電鏡及能譜分析(SEM/EDS)

                e)X射線熒光光譜分析(XRF)

                f)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)

                g)裂解氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(PGC-MS)

                h)核磁共振分析(NMR)

                i)俄歇電子能譜分析(AES)

                j)X射線光電子能譜分析(XPS)

                k)X射線衍射儀(XRD)

                l)飛行時間二次離子質(zhì)譜分析(TOF-SIMS)

                m)差示掃描量熱法(DSC)

                n)熱機(jī)械分析(TMA)

                o)熱重分析(TGA)

                p)動態(tài)熱機(jī)械分析(DMA)

                q)導(dǎo)熱系數(shù)(穩(wěn)態(tài)熱流法、激光散射法)

        2)高分子材料裂解分析：主要目的是了解高分子材料的熱性能及在熱裂解情況下的高分子裂解情況。其分析手段如下：

                a)裂解氣相色譜-質(zhì)譜法

                b)凝膠滲透色譜分析（GPC）

                c)熔融指數(shù)測試（MFR）

        3)材料斷口分析：主要是通過電子顯微鏡察其斷口形貌，主要分析手段包括： 

                a)掃描電子顯微鏡（SEM），

                b)X射線能譜儀（EDS）

       4)高分子材料物理性能分析：主要是對材料的物理性能，如抗壓強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度等物理性能，主要檢測手段如下：

                 a)硬度計

                 b)拉伸試驗(yàn)機(jī)

                 c)萬能試驗(yàn)機(jī)等 

圖2：萬能試驗(yàn)機(jī)