引起塑料製品失效的4大因素

塑料產品的失效一般涉及材料選擇、設計、加工工藝和使用條件等四個關鍵因素之一。

　　1.材料選擇

　　在塑料或其它行業，源於倉促選擇材料而出現的失效並不罕見。在要求高抗衝擊的應用中，必須指定高抗衝材料。如果材料需要在戶外長期使用，必須指定一種抗紫外線的材料。為了選擇合適的材料，需要仔細的計劃，全面理解塑料，以及合理的原型測試。材料的選擇不應該僅僅基於成本。

　　為了給任何應用選擇最好的材料，需要一個材料選擇過程的系統方法。合適的材料選擇技術涉及在機械、熱、環境、電氣和化學性能等方面仔細地定義該應用的要求。在許多情況下，利用價位高、循環週期快的工程材料的硬度與重量比優勢來設計薄壁產品是有意義的。包括材料供應商在內的許多公司已經開發了僅通過選擇應用要求重要性順序的軟件以協助選擇材料。

　　2.設計

　　單適當的材料選擇不能防止材料的失效。當設計一個塑料產品時，設計師必須使用材料供應商提供的針對那個材料的基本規則和指導原則來設計一個特殊的零件。必須記住除了少數塑料零件設計基本的規則，從一種材料到另一種材料以及從一種應用到另一種應用的設計準則會變化。今天，設計相關的失效是迄今為止最常見的失效類型。圓角足夠大的重要性再怎麼強調也不過分。下圖顯示了應力集中因子如何隨著圓角半徑/厚度比值的減小而顯著增大。

　　3.加工工藝

　　經過適當的材料選擇和設計後，責任從設計師轉移到塑料加工人員。最具創新的設計和非常仔細的材料選擇不能彌補差的產品成型工藝。成型內應力、縮孔、弱的熔接線以及材料中的濕氣是一些產品過早失效最常見的原因。工藝控制技術的最新發展允許加工人員高度可靠地控制工藝，也幫助保存一個產品在日後可能失效的記錄。這些成型工藝的記錄對一個人進行失效分析是無價的。對成型產品的任何裝配或二次操作必須細緻地評估以避免過早的失效。由金屬嵌件周圍的應力開裂，鑽孔和焊接引起的失效是很常見的。

　　4.使用條件

　　儘管內置安全因子警告標籤以及用戶指南，由於使用條件產生的失效在塑料工業很常見。下面是五類無意的使用條件：

　　適當的濫用;

　　使用超過預期壽命的產品;

　　由於不穩定的使用條件導致的產品失效;

　　使用條件超出適當濫用而導致的產品失效;

　　兩種應力同時應用的協同作用。

　　大部分強加在使用中的塑料產品上的應力可以分在熱、化學、物理、生物、機械和電氣的標題下。

　　失效的類型

　　機械失效

　　機械失效是由於施加外力引起的，當它們超過材料的屈服強度時，就引起產品的變形、開裂、或斷裂成片。該力可能是在不同的溫度和濕度條件下施加的短期或長期的力的拉伸力、壓縮力以及沖擊力。

　　熱失效

　　熱失效發生在產品暴露於極熱或極冷的環境中。在異常高的溫度下，產品可能會翹曲、扭轉、熔化或者甚至燃燒。在低溫下產品傾向於變脆，即使最輕微的載荷也會導致產品的開裂甚至破壞。

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