【失效分析】应用成分对比分析判断产品优劣

08月,09,2025 | 浏览次数:13
       一、测试背景

       客户在使用两家尼龙砂时,发现B厂商供货的尼龙砂容易在工件表面局部区域形成一层白色异物,而A厂商的尼龙砂不存在此问题,故希望分析B厂商尼龙砂失效的原因(图1)。

样品信息(图1)

       二、分析方案

       尼龙砂喷砂工艺原理是以压缩空气为动力,通过喷砂设备将尼龙砂以高速喷射到需处理工件表面,使工件表面的外观发生物理变化,从而达到清理、去毛刺、粗糙化以及强化的目的。

      因从外观、粒径无法区分A厂商与B厂商尼龙砂的差异,我们采用成分分析比对,深度解析两家厂商尼龙砂的成分信息,根据二者成分差异,判断其可能失效的原因。

       三、分析仪器

表1

序号 仪器名称
1 傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR
2 热裂解-气相色谱质谱联用仪
3 气相色谱质谱联用仪(GC-MS
4 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES
5 热重分析仪(TGA


       四、分析图谱

       4.1-A厂商尼龙砂的测试谱图(图2~图4)

A厂商尼龙砂的测试谱图(图2)

图2

A厂商尼龙砂的测试谱图(图3)

图3

A厂商尼龙砂的测试谱图(图4)

图4

       4.2-B厂商尼龙砂的测试谱图(图5~图7)

B厂商尼龙砂的测试谱图(图5)

图5

B厂商尼龙砂的测试谱图(图6)

图6

B厂商尼龙砂的测试谱图(图7)

图7

       4.3-工件表面白色异物的测试谱图(图8~图9)

工件表面白色异物的测试谱图(图8)

图8

工件表面白色异物的测试谱图(图9)

图9

       4.4-A厂商与B厂商尼龙砂的EGA-MS测试对比谱图(图10)

A厂商与B厂商尼龙砂的EGA-MS测试对比谱图(图10)

图10

       五、测试结果

       5.1 A厂商与B厂商尼龙砂全成分对比结果见下表(表2):

表2

序号 成分名称 CAS# A厂商 B厂商
1 己内酰胺 105-60-2 <0.1 0.18-0.20
2 1,8-二氮环十四烷-2,9-二酮 5776-79-4 未检出 0.12-0.15
3 尼龙 6 低聚物 / 0.8-1.0 3.5-4.0
4 聚己内酰胺(尼龙 6) 25038-54-4 98.2-99.2 95.5-96.5
5 二氧化硅 7631-86-9 0.10-0.12 0.10-0.12

       *备注:

       1. 带“*”号成份信息是根据部份元素谱图或裂解碎片信息推导得来。

       2.己内酰胺与1,8-二氮环十四烷-2,9-二酮均为聚己内酰胺(尼龙6)中小分子量物质。

      5.2 工件表面白色异物主要为尼龙6低聚物、己内酰胺以及1,8-二氮环十四烷-2,9-二酮。
       六、分析讨论
      1. B厂商尼龙砂中的尼龙6低聚物、己内酰胺以及1,8-二氮环十四烷-2,9-二酮明显高于A厂商。
      2. 白色异物来源于B厂商尼龙砂中的成分。
      3. A厂商与B厂商尼龙砂成分差异,说明两家厂商所使用原材料的品质存在明显差异。
       七、分析结论
       B厂商尼龙砂中含有较多的低分子量物质(尼龙6低聚物、己内酰胺以及1,8-二氮环十四烷-2,9-二酮),这些物质的熔融温度明显低于聚己内酰胺(尼龙6),推测在尼龙砂高速喷射到处理工件表面时,产生局部高温,使低分子量物质熔融并附着在工件表面形成白色异物。
       八、改善建议

       建议B厂商改善尼龙砂品质,降低尼龙砂中低聚物的含量。

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