PC 螺絲柱上了螺絲膠，幾天後裂開：泡在藥液裡沒事的 PC，受力的接頭卻會裂

那則提問

2012 年 12 月 4 日下午，Yahoo!知恵袋的 DIY 分類有一則提問。提問者在玻纖強化的聚碳酸酯（PC）盒（UL94V-2）上， 用低黏度的嫌氣性螺絲膠，配盒子附的自攻螺絲鎖上零件，結果裝零件的螺絲柱孔裂了。 他特別寫明不是塗上去馬上裂，是過了幾天客戶來抱怨才發現。他要向客戶說明原因，問是不是盒子和螺絲膠不合。

當天傍晚的最佳解答只有幾句：嫌氣性螺絲膠有些會傷樹脂，「本来金属用です」，自己玩遙控模型時，樹脂件會改用別的產品，並附了一個廠商頁面的連結。 提問者隔天回覆，會把連結裡的表拿給客戶看。

這個回答和本站螺絲膠那篇寫的一致，那篇寫過「部分厭氧配方對某些熱塑性塑膠會造成應力龜裂」。 但它沒有回答兩件事：為什麼裂在螺絲柱，而不是盒子上其他也沾到膠的地方；為什麼要等幾天。 要回答這兩件事，得先知道這種裂紋需要什麼條件。

論文：PC 泡在藥液裡不壞

迫田秀行等 8 位作者 2021 年發表在《藥學雜誌》（YAKUGAKU ZASSHI）的論文，起點是醫院裡的事故：輸液管、三通閥這類塑膠醫療器材， 和併用的藥液接觸後破損。藥液的 pH 從 2 到 12 都有，還含有脂肪乳劑、界面活性劑等添加物。

他們先把 8 種市售塑膠片（PU、PE、PP、尼龍 6、PC、硬質 PVC、PET、PMMA）靜置泡在各種模擬藥液裡，最長 4 週， 再量表面、硬度、彈性模數。除了尼龍吸水後變軟，其他材料浸泡前後都沒有顯著變化。 臨床破損的案例裡，也有一些組合很難用耐藥性不足解釋。

作者因此推定，破損的原因是環境應力開裂（environmental stress cracking，ESC）。 論文引用的定義是：一種液體或蒸氣，在材料沒有應力時不會影響它，在材料受應力時卻讓它開裂或破壞。 論文接著寫了三個特徵：應力存在的材料與特定藥劑的組合是必要條件；平常不會傷材料的小應力也會發生；ESC 的斷面是平滑的。

這解釋了「泡著沒事」的實驗結果。這種浸泡試驗把一片沒有受力的塑膠泡進液體，量的是表面、硬度、彈性模數這些材料本身的變化；ESC 要的應力在那個試驗裡根本不存在。

加上應變之後

為了一次測大量組合，作者做了一個簡單的彎曲浸漬法：在發泡板上切一道寬 L 的切口，把塑膠片穿過去彎成一個弧，再整片泡進液體。 L 越小彎得越緊，應變越大。PC 以 L = 4 mm 為基本條件，對應的應變是 7.6%。 論文也說明，這種試驗的應變一般比臨床使用時大，是刻意取最壞的情況。

作者的整理是：鹼液讓 PC 破損的閾值是 pH 11，而且 PC 只在試過的最大應變 7.6% 下破損；油脂與界面活性劑大約在濃度 1% 以上時讓 PC 破損。 消毒用乙醇在彎曲浸漬、模擬擦拭、浸泡後拉伸三種試驗裡，都沒有看到對 PC 的影響。 同一張表裡的 PET 敏感得多，鹼液的閾值是 pH 10，試過最小的應變 0.8% 也會裂。

表裡有兩組值得多看一眼。丙二醇單獨 0/6、乙二胺單獨 0/6，兩者混在一起是 3/3； HCO 單獨 15 片都沒裂，加進 1% 橄欖油後 6 片裂了 5 片。 單一成分各自沒事，配成一種配方就會裂。這是醫藥成分的結果，論文沒有把它推廣到其他產品；本站從中讀到的提醒是，單一成分的結果不能直接推定混合後會不會裂，螺絲膠是否如此要另外試驗。

拆掉旋塞，四氯化碳就裂不動

彎曲浸漬是人為加的應變。真正的醫療器材上，應力從哪裡來？論文第 6 節拿實物做了三組檢驗，用的是四氯化碳，論文引用的資料把它列為誘發 ESC 的強力藥劑之一。

臨床破損的 PC 接頭。它是一根大徑管裡壓入一根小徑管的結構，裂在外管，斷面是 ESC 特有的平滑面， 起點推定在內管插入端附近、外管的內壁側。作者拿同型的新品，不接任何東西，直接在流路裡灌鹼性模擬液，2 天後就破了，起點與斷面特徵和臨床件一致。 應力在出廠時就留在裡面：組裝時把小管壓進大管，外管被往外撐開。把同型接頭退火、消除殘留應力之後，連四氯化碳都弄不裂它。

PC 三通閥。裝著旋塞時在流路注入四氯化碳，瞬間破裂。把三通閥拆開、取下旋塞，整個泡進四氯化碳，不裂。 應力來自旋塞與閥體的錐面配合，不是製造時留下的。

8 種含 PC 或 PET 接頭的產品。作者把它們分成兩類：不接上也會裂的（B、C、E、G），應力是製造時留下的； 要接上才會裂的（A、D、F、H），應力是接續時產生的。其中 A 與 H 的結果最值得工程師看： 先接好再把四氯化碳灌進流路，不裂；先把四氯化碳塗在公接頭外圈再接上，就裂了。 論文的解釋是，公母接頭接上時，母接頭的內面承受拉應力，而這一面正好貼著公接頭的外面，接好以後灌進去的液體碰不到它； 拆裝的時候，液體才被帶到這個接觸面上。產品 D 則是在外面沾著四氯化碳反覆接續時破損，接續操作施加的力本身就是原因。

後來作者把這 8 種產品接成環狀，用真實藥品循環 1～4 週（藥品每週更換），發生破損的位置都和四氯化碳試驗的位置相同。

對照螺絲柱：同一種幾何

以下是本站的類比，論文沒有測螺絲柱，也沒有測螺絲膠。

自攻螺絲鎖進塑膠柱，牙把材料往外推，柱壁用環向拉應力頂住（螺絲鎖進塑膠那篇的主題）。 這和被小管撐開的外管、被公接頭撐開的母接頭是同一種幾何：一個圓筒的內壁被往外推，內壁處在拉應力下。 塗了螺絲膠的螺絲，則相當於先把液體塗在公接頭外圈再接上的 A、H 產品，液體被直接放進承受拉應力的那個接觸面。

螺絲膠塗在牙上，鎖進去後就留在牙與柱壁之間。盒子外面沾到幾滴膠的地方，若沒有明顯的應力，照論文的機制風險低得多；被螺絲撐開的那一圈內壁，應力和液體都在。本案沒有量過盒子各處的實際應力，這只是依機制的推論。 這可以解釋為什麼裂在螺絲柱。至於為什麼過幾天才發現，論文的臨床同型接頭灌了鹼液 2 天才破，彎曲浸漬也是以最長 4 週來判定， ESC 不一定在接觸的當下發生。螺絲膠要多久，論文沒有資料。

類比的極限要講清楚。論文測的是醫藥成分與四氯化碳，嫌氣性螺絲膠是論文沒有測過的另一類化學品； 論文用的是市售 PC 片（住友ベークライト Sunloid PC ECG101），沒有交代玻纖條件，提問者用的是玻纖強化 PC；螺絲把柱壁撐開的應變有多大，這次沒有任何來源可以給數字。 所以這篇給不出「哪種螺絲膠、在多少應變下、多久會讓 PC 裂」的門檻。能借的只有機制：應力與特定化學品要同時在同一個位置。

現場怎麼做

以下步驟是本站依論文機制整理的建議，順序是先分辨，再決定改哪一邊。

1. 先做對照，分清是化學還是純機械。 同一批螺絲柱、同一種螺絲、同樣的鎖法，一組上膠、一組不上膠，放置相同天數再看。 論文判定影響的方式也是和中性對照液 PBS 比較。只有上膠那組裂，化學品參與的可能性就高；兩組都裂，代表柱子本身就撐不住那支螺絲，先回到螺絲柱的外徑、牙型與鎖法去查。一次對照只能提高或降低對化學因素的懷疑，不能單獨證明唯一原因。
2. 看裂縫的起點與斷面。 論文的臨床接頭，起點在被撐開那一側的內壁，斷面平滑。把裂開的柱子剖開，若起點在牙接觸的內壁、斷面平滑，就和 ESC 的特徵一致； 這只是一致，不能單靠斷面下結論，最後還是要回到第 1 步的對照。
3. 向螺絲膠廠商要塑膠相容資料，寫出實際的樹脂。 寫「PC」不夠，要寫到牌號、有沒有玻纖、阻燃等級。論文裡單一成分沒事、混合後會裂的例子，說明要看的是那個產品本身的試驗資料，不是成分表。
4. 能降應力就降應力。 柱子的外徑、塑膠專用的牙型、導入倒角、鎖緊扭力，都是在降低環向拉應力（細節見螺絲鎖進塑膠）。 論文裡製造時留下的殘留應力可以用退火去除，退火後連四氯化碳都裂不動；螺絲鎖進去產生的應力是組裝當下才有的，比較接近論文說的接續應力，本站推論退火處理不到（論文沒有試過）。
5. 讓液體碰不到受力面。 論文對接續應力的對策是：會引發 ESC 的藥劑等回路接好後才導入，藥劑留在回路裡時不拆裝。 螺絲做不到這一點，螺絲膠的用途就是填進牙與牙之間，那正是受力面。所以螺絲直接鎖進 PC 時，最直接的做法是那個位置不用液態螺絲膠。 本站螺絲膠那篇也提到，塑膠不提供嫌氣性螺絲膠固化需要的金屬離子，而塑膠接合變鬆常見的原因是潛變，螺絲膠本來就不一定對症。 需要防鬆時，預塗的尼龍防鬆片不是液體，但它和 PC 的相容性這篇論文同樣沒有測。
6. 其他會碰到螺絲柱的液體也算進去。 清潔劑、潤滑油、螺絲表面的防鏽油，都是會被帶到受力面的化學品。論文測的油脂與界面活性劑配方，在約 1% 以上就讓受彎曲的 PC 破損； 乙醇在論文的三種試驗裡則沒有影響 PC。這些是醫藥配方的結果，換成工業用品要另外確認。

這一頁不能下的結論

不能說嫌氣性螺絲膠一定會讓 PC 裂，也不能給出任何螺絲膠的濃度、應變或時間門檻：論文沒有測螺絲膠，測的是模擬藥液、醫藥品與四氯化碳。 Table 3 的 7.6% 是彎曲試驗的應變，作者自己說明比臨床使用時大，也不是螺絲柱裡的應變。論文的 PC 片沒有交代玻纖條件，玻纖強化 PC 的表現這次沒有資料。 pH、濃度與乙醇的結果，只適用於論文的材料牌號、配方與試驗條件：多數條件每組 3 片，浸泡最長 4 週，實際藥品循環也是 1～4 週。不能當成所有 PC 或工業液體的通用相容界線。

也不能斷定 2012 年那則提問裡的螺絲柱就是 ESC。自攻螺絲把柱子撐裂是純機械也會發生的事，要靠上膠與不上膠的對照才能分開。 最佳解答附的相容表，本站沒有讀，不引用它的內容。「螺絲柱像被撐開的外管、螺絲膠像塗在公接頭外圈的四氯化碳」是本站的類比，論文沒有做過這個比較。

這一篇屬於第 1 步，母材。完整的順序是母材、牙、頭型、驅動、表面處理、文件；至於為什麼順序做反了是重工而不是微調，見指定一顆螺絲。

常見問題

PC 泡在螺絲膠裡沒事，為什麼鎖上螺絲就裂？

因為環境應力開裂需要應力與特定化學品同時在場。迫田等（2021）把 PC 片靜置泡在模擬藥液 4 週，力學性質沒有顯著變化；PC 三通閥裝著旋塞時注入四氯化碳瞬間破裂，拆掉旋塞再泡就不裂。自攻螺絲把螺絲柱內壁撐成拉應力，螺絲膠又正好在那一面。這是本站借論文機制的推論，論文沒有測螺絲膠。

怎麼知道螺絲柱是被螺絲膠弄裂，還是本來就鎖太緊？

做對照：同一批柱子、同一種螺絲與鎖法，一組上膠一組不上膠，放相同天數。只有上膠的裂，化學品參與的可能性高；兩組都裂，先查柱子設計或鎖緊。一次對照不能單獨證明唯一原因。斷面平滑、起點在牙接觸的內壁，和 ESC 的特徵一致，但不能單靠斷面判斷。

有沒有不會讓 PC 裂的螺絲膠濃度或扭力？

這篇論文給不出。它測的是醫藥成分與四氯化碳，不是嫌氣性螺絲膠，PC 片也沒有交代玻纖條件。要看螺絲膠廠商針對實際樹脂牌號的相容資料，並用自己的零件做上膠與不上膠的對照。

退火可以解決嗎？

論文裡退火處理的是製造時留下的殘留應力，退火後的 PC 接頭連四氯化碳都弄不裂。螺絲鎖進去產生的應力是組裝當下才有的，本站推論退火處理不到，論文沒有試過。這部分要靠降低柱子的應力，或讓液體不碰到受力面。

參考資料

• 迫田秀行、相澤雅美、上田麻子、戸井田瞳、植松美幸、中岡竜介、宮島敦子、蓜島由二（2021）—— プラスチック製医療機器の力学特性に対する薬剤の影響評価，YAKUGAKU ZASSHI 141(2):199–206（J-STAGE 開放全文，日文）
• Yahoo!知恵袋〈ポリカーボネイトとねじﾛｯｸの相性が悪かったのでしょうか？〉，2012-12-04（日文）
• 螺絲膠解決的是哪一種鬆：兩種失效，它只擋得住一種
• 螺絲鎖進塑膠：先壞的是柱子，不是螺絲
• 3D 列印的螺絲柱：同一支塑膠自攻螺絲，拉拔力只有射出件的七到八成

論文全文由本站讀過，數據照原文 Table 3、Table 4、Table 6 與第 2、3、6、8 節。ESC 的定義與「四氯化碳是強力藥劑」是論文引用其他文獻的說法，原文本站沒有讀。提問與最佳解答全文由本站讀過；最佳解答連結的廠商相容表沒有打開。螺絲柱與醫療接頭的類比是本站的推論。