電纜接頭開裂是什么因素導致？電纜失效分析
（需對客戶的信息及樣品保密，此案例只體現部分信息）
項目背景
某公司生產的電纜線，在出貨之前就出現了嚴重的開裂，失效比例高達80%。造成這次失效的直接原因是，更換了新的材料：注塑接頭部分依然是聚醚型TPU，但線纜部分由之前的聚醚型TPU，改成了聚酯型TPU。于此基礎，制定了下面的失效分析方案，給予具體的失效原因和建議。
主要測試項目
外觀觀察
熱分析
添加劑分析
老化驗證
1、外觀觀察
根據提供的信息，觀察整個樣品。如圖，位置1包覆層為聚醚型TPU，下層為聚酯型TPU線纜外被。包覆層TPU材料性能良好，柔軟有彈性，無開裂或發粘現象。下層聚酯型TPU線纜外被可見明顯開裂。切開包覆層，可看到，下層聚酯型TPU材料已經發粘，碎裂。位置2為聚酯型TPU線纜外被，其表面光潔，柔軟有彈性，無開裂或發粘，彎折也無發白無裂紋。
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| 圖1. 聚酯NG樣品 | 圖2. 聚醚OK樣品 |
基于觀察到的現象：對線纜外被的聚酯型TPU材料，被包覆部分的聚酯型TPU材料物性嚴重下降，出現開裂；無包覆部分的聚酯型TPU材料物性基本沒變化，無裂紋。
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2、熱性能分析
對于聚酯型TPU線纜材料的樣品，取位置2的聚酯型TPU材料（正常）與位置1的聚酯型TPU材料（異常），做DSC與TGA分析。結果如下圖。
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| DSC對比圖 | TGA對比圖 |
從樣品DSC測試譜圖來看，位置1部分聚酯TPU材料的玻璃化溫度為-40.2℃，位置2部分聚酯TPU材料的玻璃化溫度為-32.6℃。從樣品TGA測試結果譜圖來看，位置1與位置2部分聚酯TPU材料的起始分解溫度分別為316.0與272.0。殘留質量分別為12.26%與11.22%。表明位置1與位置2的材料的可分解成分含量基本一致，但材料成分有了明顯的差異。
3、分子量測試
對位置1與位置2部分聚酯TPU材料的分子量做了對比測試，結果如下表：
| 樣品 | 檢測項目 | 結果 | ||
| Mn | Mw | D | ||
| 位置1部分TPU | 分子量 | 9995 | 17772 | 1.95 |
| 位置2部分TPU | 分子量 | 37404 | 47548 | 1.27 |
從相對分子量結果可見，位置1部分的TPU材料的分子量相比位置2部分的TPU材料的分子量有了明顯的下降，直接表明位置1部分的TPU材料出現了降解。
4、樣品增塑劑分析
用Py-GCMS,對位置1的包覆材料聚醚型TPU材料的添加劑進行分析。
對位置1與位置2部分聚酯TPU材料，也通過萃取分離出添加劑，進行紅外分析。
綜合兩個結果可見，在位置1部分聚酯TPU材料中萃取分離得到了磷酸甲苯二苯酯。而在位置2部分的聚酯TPU材料中未發現磷酸酯類物質。由于位置1與位置2部分聚酯TPU材料為相同的原材料，對比包覆層聚醚型TPU材料的添加劑為磷酸酯類，認為是有包覆層的添加劑滲入到聚酯型TPU材料內。
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5、老化驗證
根據樣品加工信息與前述測試結果，位置1部分聚酯型TPU發生了明顯降解，位置2部分聚酯型TPU未明顯降解。降解的原因可能為：1.水汽降解，2.加工時的熱降解，3.滲入的添加劑降解。對于這三種情況，設計了溫度加速老化試驗。
1.水汽降解：取聚酯型TPU接頭樣品與聚醚型TPU接頭樣品位置2部分TPU材料，置于溫度60℃，濕度90%環境下，14天。每2天檢查樣品是否有發粘，開裂。
結果：至14天。樣品柔軟有彈性。表面光潔，無發粘，無明顯開裂。
2.熱降解：取聚酯型TPU接頭樣品與聚醚型TPU接頭樣品位置2部分TPU材料，加熱到175℃，維持34秒，冷卻后，置于溫度60，濕度90%環境下，14天。每2天檢查樣品是否有發粘，開裂。
結果：至14天。聚酯型TPU接頭樣品材料柔軟有彈性，無發粘，表面有微小裂紋。聚醚型TPU接頭樣品柔軟有彈性，表面光潔，無發粘，無明顯開裂。
3.添加劑降解：取聚酯型TPU接頭樣品與聚醚型TPU接頭樣品位置2部分TPU材料，浸入磷酸酯類物質中，48小時后檢查樣品是否有發粘，開裂。
結果：聚酯型TPU接頭樣品材料有輕微發粘。聚醚型TPU接頭樣品材料表面無明顯變化。
總結
總結上述測試，從外觀與測試觀察表明，包覆層下的聚酯型TPU材料發生了明顯降解導致開裂，無包覆層的聚酯型TPU材料末發生明顯降解。通過添加劑成分分析，可看到，包覆層的聚醚型TPU的磷酸酯類阻燃劑有滲入到下層的聚酯型TPU材料內（無包覆層部分聚酯TPU內無磷酸酯類物質）。
通過水汽老化與熱老化，暫時沒發現有降解現象，進行添加劑的降解老化測試，發現對聚酯型TPU材料有腐蝕作用，對聚醚型材料無明顯腐蝕作用。
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