HIPS塑胶螺柱开裂失效分析

前言

螺柱开裂现象一般发生在脆性材料或应力敏感材料或易产生内应力的材料中，如ABS，PC，PC/ABS合金等，分析导致螺柱开裂的原因，主要从产品设计（模具设计及模具加工）-原料-加工工艺三方面出发。

我司一客户生产的一款产品，在进行锁螺丝工序时，壳体螺丝柱容易开裂，经过与客户沟通问询后，排查工艺、应力环境等的影响，我们从不良品与良品的原料配方角度，借助红外光谱仪(FTIR)、气相色谱质谱联用仪(GC/MS)、热裂解气相色谱质谱联用分析仪(Py-GCMS)等设备，从材料树脂组份、添加剂组份及无机填料等方面，开展比对鉴定。

红外光谱谱图依据特征吸收峰的位置和强度，可鉴定有机物分子所含的化学键和官能团。GC-MS分析，借助适当的前处理方法，可对样品中的挥发性、半挥发性有机成分进行解析。Py-GCMS分析，将材料在高温条件下裂解成碎片分子，经气相色谱质谱分析，推断原样品的成分组成及结构等信息。

综合化学谱图，进行数据分析，将良品与不良品材料组份主要信息对比结果见表1：

综上所述，我们可以知道，不良品中树脂组份除了HIPS，还掺入约5%-10%含量的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，而良品中未见ABS的裂解碎片讯息。其次，不良品中抗氧剂含量偏低，如抗氧剂2,4-二叔丁基酚(CASNO.96-76-4)含量不足0.01%，亚磷酸酯类抗氧剂如三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(CAS NO.31570-04-4，C42H63O3P)含量仅为0.02%左右，抗氧剂总量不到良品中剂量的50%。我们还发现不良品中添加填料如钛白粉、碳酸钙等，相对含量高出良品样的2倍多。

结论

A●HIPS原料中混入了其它不同材质的塑胶料粒，很有可能是水口料或次料；

B●抗氧剂的添加量不足，导致不能有效缓解或阻止树脂材料在加工使用过程中的氧化降解，使得材料机械性能和耐老化性能下降；

C●添加无机填料偏多，亦为导致材料变脆的影响因素，建议替换问题原材料。

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