Damage analysis

The aging of plastics is an unavoidable process in which irreversible damage gradually takes place in the material. If suitable measures are not taken to delay aging or if the stresses are higher than expected, premature failure can result.

The effects of UV radiation, oxygen and moisture as well as heat and changing mechanical stresses damage the inner structure of the plastics. Material properties change. Plasticizers, which are intended to prevent the material from becoming brittle, or other additives are sometimes distributed unevenly in the material or escape from it. Color changes, violent fractures and fatigue fractures can follow.

We use suitable laboratory tests to analyze the cause of the aging processes: In this way it can be clarified whether the aging results from internal changes, for example from irregularities that have arisen during the manufacture of the materials. Inadequate mixing of the components can lead to differences in concentration and side reactions with disruptive reaction products.
UV light, moisture or aggressive media are the typical external influences.
With systematic damage analyzes based on our own laboratory tests and environmental simulation tests, our experts investigate damage to your plastic products caused by aging and embrittlement.

breaks & cracks

production error

Weather damage

Material defect

"...Verriegelungsschieber brechen vereinzelt an Durchbrüchen. Mittels REM wurden die Bruchflächen analysiert. Die Bilder der Bruchflächen zeigen typischen spröden Gewaltbruch Duktile Anteile sind nicht vorhanden. Darüber hinaus zeigen die Bruchflächen hohe Porosität mit starker Anhaftung der Matrix an die Fasern. Diese Merkmale deuten auf sehr hohe Massetemperaturen, bzw. hohe Friktion bei der Verarbeitung hin, die zur thermischen Schädigung des Materials geführt haben. Dadurch sinkt die Festigkeit, insbesondere die Bindenahtfestigkeit sehr stark ab...."

"....Die Bruchflächen zeigen im Wesentlichen Sprödbruch mit geringen duktilen Restbruchfibrillen. Zusätzlich finden sich Fehlstellen sowie glatte, matte Stellen auf Probe Die Außenflächen weisen zudem mechanische Beschädigungen auf. Es kommt an den betroffenen Stellen zu erhöhter Temperatur, die ein teilweises Anschmelzen des Werkstoffes erzeugt. U. U. ist die Temperatur so hoch, dass partiell thermische Schädigung eintritt. Dies führt zu Festigkeitsminderung bzw. Versprödung des Werkstoffs. Zusammen mit den Beschädigungen an der Außen- und/oder Innenseite, die als Kerbe wirken, führt dies dann bei leichter Belastung zum Bruch..."

"---Für eine Rissentstehung und Schädigung der Teile sind stets zwei Hauptmerkmale verantwortlich. Zum einen wirkt eine innere oder äußere Spannung auf das Kunststoffteil. Das können eingefrorene Eigenspannungen und / oder aus mechanischen Kräften resultierende Spannungen mit einer entsprechenden Randfaserdehnung sein. Zum andern wird die Oberfläche mit einem für den polymeren Kunststoff aggressiven Medium benetzt. Die Rissentstehung und das anschließende Risswachstum verlaufen je nach einwirkendem Medium unterschiedlich schnell. Grundsätzlich bewirkt das Medium an der Rissspitze eine erhöhte Beweglichkeit der Molekülketten, z. B. Quellen des Werkstoffes. Die mechanische Spannung bzw. die aufgebrachte Randfaserdehnung führt zur Entflechtung und Entschlaufung der Molekülketten. Das Lösen der Molekülketten führt dann zum Versagen des Bauteiles, auch wenn die Belastung im unterkritischen Bereich liegt. Die Bruchoberflächen zeigen in solchen Fällen immer glatte, meist spiegelnde Flächen mit nur geringen Anteilen von duktilen Ansätzen. Im Fall von PC reichen geringe Mengen säure- oder laugenhaltiger Mittel aus um, bei entsprechender Belastung, Risse auszulösen...."

".-.Ein Wassereindringpfad konnte an der Oberseite des Tasters nach der UV Prüfung im Bereich der mittleren Rosette festgestellt werden. Wasser ist zwischen PC und innerem Cu- Ring eingedrungen. Nachträglich wurde der Bereich im REM untersucht. Hier zeigt sich ein ringförmiger Aufbruch. Im Detail sind Risse auf der Oberfläche, vermutlich durch scharfe Gegenstände erzeugt, zu sehen. Die aufgeworfenen Ränder sind sehr wahrscheinlich durch Spannungsrisskorrosion aufgrund chemischen Angriffs entstanden. Dies zeigt sich auf der Fläche durch gerundete Aufwerfungen und Täler..."

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breaks & cracks

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Weather damage

Material defect

Standards

Industry

Service

Method

Material

Scanning electron microscopy SEM

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Computed tomography CT

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Damage due to weathering VDI 3822 Sheet 2.1.8

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Damage due to manufacturing defects VDI 3822 Sheet 2.2.3

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Damage due to mechanical stress VDI 3822 Sheet 2.2.5

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Damage due to medial stress VDI 3822 Sheet 2.2.8

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Damage due to climatic stress VDI 3822 Sheet 2.2.9

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