烟火探测器：我裂开了？？

引言

某烟火探测器外壳装车时正常，放置一段时间后发现探测器安装部位出现裂纹，材质是PC953, 现分析其失效原因。

测试分析

1 外观检查

取NG外壳断面进行观察，起裂源位置位于左下角，放大起裂源区有明显的挤压变形痕迹，无明显溶剂腐蚀痕迹。

图1 NG外壳SEM图片

2 热学性能分析

2.1 TAG分析

对NG外壳及OK外壳进行热重分析，对比TGA谱图，从谱图结果可知，两者的TGA曲线明显不同，NG外壳第一失重起始分解温度为255.1℃， 而OK外壳第一失重起始分解温度为418.0℃，NG外壳第一失重起始分解温度明显比OK外壳低162.9℃。

图2 NG外壳及OK外壳 TGA谱图

2.2 DSC分析

对NG外壳及OK外壳的玻璃化转变温度进行分析，从DSC谱图上得知，NG外壳及OK外壳玻璃化转变温度均较低，两者均加入了低分子的物质，NG外壳的玻璃化转变温度不到100℃，表明NG外壳探测器外壳中加了更多的小分子物质。

图3 NG外壳及OK外壳 DSC谱图

3 熔融指数分析

利用熔体流动速率仪对NG外壳与OK外壳的熔融指数进行分析，得知NG外壳熔融指数比OK外壳熔融指数大12.9g，表明NG外壳小分子较多，流动性好。

表1 NG外壳与OK外壳的熔融指数结果

4 材质分析

4.1 主成分分析

利用傅里叶变换显微红外光谱仪（FTIR）对NG外壳与OK外壳主成分进行分析，从谱图上可知，NG外壳与OK外壳均为聚碳酸酯（PC），其中其中1779cm-1左右归属为聚碳酸酯中酯基（C=O）的伸缩振动特征吸收峰。

图4 NG外壳与OK外壳 FTIR 谱图

4.2 有机助剂分析

利用气相-质谱联用仪(GC-MS)测 NG外壳和 OK外壳有机成分进行对比分析，如图4-2所示， 从 GC-MS谱图上可知，NG外壳相比较 OK外壳加入了较多的磷酸三苯酯，磷酸三苯酯既是阻燃剂又起到增塑剂作用，加入过量的磷酸三苯酯，会使外壳的韧性增加，强度降低。

图5 NG外壳与OK外壳四氢呋喃萃取液GCMS谱图

图6 NG外壳与OK外壳萃取前后的图片

5 残余应力分析

切取NG外壳未开裂的紧固螺钉安装座以及OK外壳的安装座做残余应力分析，NG外壳以及OK外壳均未发生明显的开裂，表明NG外壳及OK外壳安装座无明显残余应力。

图7 NG外壳与OK外壳安装座浸泡四氯化碳后的图片

结论

烟火探测器外壳发生开裂的原因是材料中加入过多的磷酸三苯酯阻燃增塑剂，使外壳的强度降低，在持续挤压状态下，在紧固螺钉安装座位置发生开裂。

*** 以上内容均为原创，如需转载，请注明出处 ***