高分子材料失效分析

         随着高分子材料制造技术的不断发展，越来越多的高性能化、高功能化、复合化、智能化和绿色化的高分子材料越来越得到应用。因此在日常材料研发和使用过程中中需要通过失效分析手段查找其失效根本原因及机理，来提高分子材料产品质量和工艺改进。 

图1典型高分子材料

        高分子材料的失效模式主要包括：材料断裂，材料开裂，材料分层，材料腐蚀，表面起泡，表面涂层脱落，外观变色，材料磨损失效，和金属材料检测相比，高分子材料失效分析有其特殊性和复杂性。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组成和单体成分，其具体的分析手段如下：

                a)傅里叶红外光谱仪（FTIR）

                b)显微共焦拉曼光谱仪(Raman)

                c)扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)

                e)X射线荧光光谱分析(XRF)

                f)气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)

                g)裂解气相色谱-质谱联用(PGC-MS)

                h)核磁共振分析(NMR)

                i)俄歇电子能谱分析(AES)

                j)X射线光电子能谱分析(XPS)

                k)X射线衍射仪(XRD)

                l)飞行时间二次离子质谱分析(TOF-SIMS)

                m)差示扫描量热法(DSC)

                n)热机械分析(TMA)

                o)热重分析(TGA)

                p)动态热机械分析(DMA)

                q)导热系数(稳态热流法、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热性能及在热裂解情况下的高分子裂解情况。其分析手段如下：

                a)裂解气相色谱-质谱法

                b)凝胶渗透色谱分析（GPC）

                c)熔融指数测试（MFR）

        3)材料断口分析：主要是通过电子显微镜察其断口形貌，主要分析手段包括： 

                a)扫描电子显微镜（SEM），

                b)X射线能谱仪（EDS）

       4)高分子材料物理性能分析：主要是对材料的物理性能，如抗压强度，抗折强度等物理性能，主要检测手段如下：

                 a)硬度计

                 b)拉伸试验机

                 c)万能试验机等 

图2：万能试验机