ゴム・プラスチック材料の破損、破壊原因とその解析法

ゴム・プラスチック材料の破損、破壊に係わる因子と破壊モードなど破壊の基礎を解説し、要求特性によっては長寿命化設計にも重要になる材料強度向上のための考え方を整理する。また、材料の破損、破壊の解析法について解説する。同時に破面観察から得られた情報を基にその原因を解析する手法を事例を交えて紹介する。

1. 破壊の種類とそのメカニズム
   1. 強度に係わる因子
      • 劣化
      • 形状
      • 材料
      • 異物
      • ボイド
   2. 破壊力学における応力集中
   3. 各種破壊現象概論
      1. 脆性破壊とその特徴
      2. 延性破壊とその特徴
      3. クリープ破壊とその特徴
      4. 疲労破壊とその特徴
      5. 環境応力亀裂、溶剤亀裂とその特徴
      6. オゾンクラックとその特徴
      7. 接着の破壊
   4. 材料強度の向上策
2. 破壊・破損の解析法
   1. 解析アプローチ
   2. 外観観察
      • 形状
      • ウェルドラインなど
   3. 破面解析法と得られる情報
   4. 化学分析における前処理法
   5. 材料分析法
      • 元素分析
      • 分離分析
      • 化学構造解析
      • 形態観察
      • 組成分析 (熱分析)
   6. 不均一性の分析
      1. 残留ひずみ
      2. 分散
3. 各種ポリマーの弱点
   1. プラスチック材料
      • ポリスチレン (PS)
      • ポリエチレン (PE)
      • ポリプロピレン (PP)
      • ポリ塩化ビニル (PVC)
      • ポリメタクリル酸メチル (PMMA)
      • アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体 (ABS樹脂)
      • ポリアミド (PA)
      • ポリアセタール (POM)
      • ポリブチレンテレフタレート (PBT)
      • ポリエチレンテレフタレート (PET)
      • ポリカーボネート (PC)
   2. ゴム材料
      • 天然ゴム (NR)
      • アクリロニトリルブタジエンゴム (NBR)
      • ふっ素ゴム (FKM)
      • エチレンプロピレンゴム (EPDM)
      • クロロプレンゴム (CR)
      • シリコーンゴム (Q)
      • ポリウレタン (PU)
      • スチレンブタジエンゴム (SBR)
      • ブチルゴム (IIR)
      • ブタジエンゴム (BR)
4. 破壊・破損解析及び対策事例
   1. 加硫ゴムの破壊・破損
      1. 加硫ゴムのオゾン劣化
      2. NBRの加硫不足による裂け
      3. 加硫ゴムのボイドによる破壊
   2. プラスチックの破壊・破損
      1. ポリ塩化ビニルの疲労劣化
      2. ポリカーボネートの溶剤亀裂
      3. パーティングライン部の形状不良による破壊
      4. 分散状態に起因した破壊
      • リサイクル材使用時に向上する破壊リスク
      • ポリアセタールギアのオーバーヒーティングによる劣化破損 など
   3. 接着剤の剥離原因解析例
      • ウレタン系接着剤の可塑剤変更による剥離 (粘性違いの接着剤の剥離)
• 質疑応答