วิศวกรรมโพลิเมอร์ทางนิติวิทยาศาสตร์คือการศึกษาความเสียหายใน ผลิตภัณฑ์ โพลิเมอร์หัวข้อนี้รวมถึงการแตกหักของผลิตภัณฑ์พลาสติก หรือสาเหตุอื่นใดที่ทำให้ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวเสียหายระหว่างการใช้งาน หรือไม่เป็นไปตามข้อกำหนดวิชานี้มุ่งเน้นไปที่หลักฐานทางวัตถุจากที่เกิดเหตุอาชญากรรมหรืออุบัติเหตุ โดยค้นหาข้อบกพร่องในวัสดุเหล่านั้นที่อาจอธิบายได้ว่าทำไมจึงเกิดอุบัติเหตุ หรือแหล่งที่มาของวัสดุเฉพาะเพื่อระบุตัวอาชญากร วิธีการวิเคราะห์หลายวิธีที่ใช้ในการระบุโพลิเมอร์อาจนำมาใช้ในการสืบสวนได้ โดยชุดวิธีการที่แน่นอนจะถูกกำหนดโดยลักษณะของโพลิเมอร์นั้นๆ ว่าเป็นเทอร์โมเซต เทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์หรือวัสดุ ผสม

แง่มุมหนึ่งคือการวิเคราะห์หลักฐานที่หลงเหลืออยู่เช่นรอยลื่นไถลบนพื้นผิวที่เปิดโล่ง ซึ่งเกิดจากการสัมผัสระหว่างวัสดุที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดร่องรอยของวัสดุหนึ่งติดอยู่บนอีกวัสดุหนึ่ง หากสามารถวิเคราะห์ร่องรอยเหล่านั้นได้อย่างประสบความสำเร็จ ก็มักจะสามารถจำลองเหตุการณ์อุบัติเหตุหรืออาชญากรรมขึ้นมาใหม่ได้

สามารถวิเคราะห์เทอร์โมพลาสติกได้ โดยใช้ สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดสเปกโทรสโกปีอัลตราไวโอเลต- วิสิเบิล สเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนน ซ์ และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกนในสภาพแวดล้อมตัวอย่างที่เสียหายสามารถละลายในตัวทำละลายที่เหมาะสมและตรวจสอบโดยตรง (สเปกโทรสโกปี UV, IR และ NMR) หรือหล่อเป็นฟิล์มบางจากตัวทำละลาย หรือตัดโดยใช้ไมโครโทมีจากผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็ง สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการประเมินการออกซิเดชันของพอลิเมอร์ เช่นการเสื่อมสภาพของพอลิเมอร์ ที่เกิดจาก การฉีดขึ้นรูปที่ผิดพลาดสเปกตรัมแสดงให้เห็นกลุ่มคาร์บอนิล ลักษณะเฉพาะ ที่เกิดจากการออกซิเดชันของโพลีโพรพีลีนซึ่งทำให้ผลิตภัณฑ์เปราะมันเป็นส่วนสำคัญของไม้ค้ำยัน และเมื่อมันเสียหาย ผู้ใช้ก็ล้มและได้รับบาดเจ็บสาหัส สเปกตรัมนี้ได้มาจากการหล่อฟิล์มบางจากสารละลายของตัวอย่างพลาสติกที่นำมาจากไม้ค้ำยันแขนที่ เสียหาย

การตัด ชิ้นเนื้อด้วยเครื่องไมโครโทมีเป็นวิธีที่เหมาะสมกว่า เนื่องจากไม่มีปัญหาแทรกซ้อนจากการดูดซับตัวทำละลาย และยังคงรักษาสภาพของชิ้นตัวอย่างไว้ได้บางส่วนวัสดุเทอร์โมเซตวัสดุคอมโพสิตและ วัสดุ อีลาสโตเมอร์มักสามารถตรวจสอบได้โดยใช้การตัดชิ้นเนื้อด้วยเครื่องไมโครโทมีเพียงอย่างเดียว เนื่องจากวัสดุเหล่านี้ไม่ละลายน้ำ

สามารถตรวจสอบผลิตภัณฑ์ที่แตกหักได้โดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์รอยแตก (fractography)ซึ่งเป็นวิธีการที่มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่แตกหักทั้งหมด โดยใช้การถ่ายภาพมาโครและกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคอลแม้ว่าโดยทั่วไปแล้วพอลิเมอร์จะมีคุณสมบัติที่แตกต่างจากโลหะเซรามิกและแก้วแต่ก็มีความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายจากการรับน้ำหนักเกิน การล้าและการแตกร้าวจากการกัดกร่อน จากความเค้นได้ เช่น กัน หากผลิตภัณฑ์ได้รับ การออกแบบหรือผลิตอย่างไม่ดี

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน ( ESEM)มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบพื้นผิวรอยแตก และยังสามารถวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของส่วนต่างๆ ของตัวอย่างที่กำลังตรวจสอบได้อีกด้วย โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นเทคนิคการวิเคราะห์ระดับจุลภาคและมีคุณค่าสำหรับการตรวจสอบหลักฐานที่หลงเหลืออยู่ อย่างไรก็ตามESEM ไม่มีการแสดงสี และไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับวิธีที่องค์ประกอบเหล่านั้นยึดติดกัน ตัวอย่างจะถูกนำไปไว้ในสภาวะสุญญากาศบางส่วน ดังนั้นสารระเหยต่างๆ อาจถูกกำจัดออกไป และพื้นผิวอาจปนเปื้อนด้วยสารที่ใช้ในการยึดตัวอย่างเข้ากับแท่นวาง

โพลิเมอร์หลายชนิดถูกทำลายโดยสารเคมีบางชนิดในสิ่งแวดล้อม และอาจก่อให้เกิดปัญหาที่ร้ายแรง รวมถึงอุบัติเหตุบนท้องถนนและ การบาดเจ็บ ส่วนบุคคลการเสื่อมสภาพของโพลิเมอร์นำไปสู่การเปราะแตกของชิ้นงาน และแตกหักได้ภายใต้แรงกดเพียงเล็กน้อย

ตัวอย่างเช่น โพลิเมอร์สามารถถูกโจมตีโดยสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และหากอยู่ภายใต้แรงกด รอยแตกจะขยายตัวตามกลไกการแตกร้าว จากการกัดกร่อนภายใต้ ความเค้น ตัวอย่างที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักกันคือการแตกร้าวของยางจากโอโซน ซึ่งโอโซนในปริมาณเล็กน้อยในบรรยากาศจะโจมตีพันธะคู่ในสายโซ่ของวัสดุ ยางที่มีพันธะคู่ในสายโซ่ ได้แก่ยางธรรมชาติยางไนไตรล์และ ยาง สไตรีน-บิวทาไดอีนยางเหล่านี้มีความไวต่อการโจมตีของโอโซนสูง และอาจก่อให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น ไฟไหม้รถยนต์ (จากท่อส่งเชื้อเพลิงที่เป็นยาง) และยางระเบิด ปัจจุบันมีการเติมสารป้องกันโอโซนลงในโพลิเมอร์เหล่านี้อย่างแพร่หลาย ดังนั้นอุบัติการณ์ของการแตกร้าวจึงลดลง อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์ยางที่สำคัญต่อความปลอดภัยบางส่วนยังไม่ได้รับการปกป้อง และเนื่องจากโอโซนเพียงระดับppbก็สามารถเริ่มโจมตีได้แล้ว ความเสียหายจึงยังคงเกิดขึ้นอยู่

ก๊าซที่มีปฏิกิริยาสูงอีกชนิดหนึ่งคือคลอรีนซึ่งจะกัดกร่อนโพลิเมอร์ที่อ่อนแอ เช่นเรซินอะซีทัลและ ท่อ โพลีบิวทิลีนมีตัวอย่างมากมายที่ท่อและข้อต่ออะซีทัลเสียหายในอาคารหลายแห่งในสหรัฐอเมริกาอันเนื่องมาจากการแตกร้าวที่เกิดจากคลอรีน โดยพื้นฐานแล้วก๊าซจะกัดกร่อนส่วนที่ไวต่อปฏิกิริยาของโมเลกุล (โดยเฉพาะอะตอมคาร์บอนทุติยภูมิ ตติยภูมิ หรืออัลลิลิก ) ทำให้เกิดการออกซิเดชันของสายโซ่และในที่สุดก็ทำให้สายโซ่แตก สาเหตุหลักคือคลอรีนในปริมาณเล็กน้อยในน้ำประปา ซึ่งเติมเข้าไปเพื่อฆ่าเชื้อแบคทีเรีย การกัดกร่อนเกิดขึ้นแม้ในปริมาณเพียงเล็กน้อยระดับส่วนในล้านส่วนของก๊าซที่ละลายอยู่ คลอรีนจะกัดกร่อนส่วนที่อ่อนแอของผลิตภัณฑ์ และในกรณีของ ข้อต่อ เรซินอะซีทัลในระบบประปา รากเกลียวจะเป็นส่วนที่ถูกกัดกร่อนก่อน ทำให้เกิดรอยแตกร้าวที่เปราะบาง การเปลี่ยนสีบนพื้นผิวรอยแตกเกิดจากการสะสมของคาร์บอเนตจากน้ำกระด้างดังนั้นข้อต่อจึงอยู่ในสภาพวิกฤตมาหลายเดือนแล้ว

พอลิเมอร์แบบขั้นบันไดส่วนใหญ่สามารถเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส ได้ เมื่อสัมผัสกับน้ำ ซึ่งมักเป็นปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาโดยกรดหรือด่าง ตัวอย่างเช่น ไนลอนจะเสื่อมสภาพและแตกร้าวอย่างรวดเร็วหากสัมผัสกับกรดเข้มข้น ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ผู้ที่เผลอทำกรดหกใส่ถุงน่องคุ้นเคยเป็นอย่างดี

ท่อส่งเชื้อเพลิงที่ชำรุดทำให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรง เมื่อน้ำมันดีเซลรั่วไหลจากรถตู้ลงบนถนน รถยนต์ที่ขับตามมาเสียหลักและคนขับได้รับบาดเจ็บสาหัสเมื่อชนกับรถบรรทุกที่วิ่งสวนมา การตรวจสอบด้วย กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบสแกน (SEM) แสดงให้เห็นว่า ตัวเชื่อมต่อ ไนลอนแตกหักเนื่องจากการแตกร้าวจาก การกัดกร่อนภายใต้ ความเค้น (stress corrosion cracking)อันเนื่องมาจากการรั่วไหลเล็กน้อยของกรดแบตเตอรี่ ไนลอนไวต่อการไฮโดรไลซิสเมื่อสัมผัสกับกรดซัลฟิวริกและการรั่วไหลของกรดเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดรอยแตกเปราะใน ตัวเชื่อมต่อ ที่ขึ้นรูปด้วยการฉีดขึ้นรูปโดยกลไกที่เรียกว่าการแตกร้าวจากการกัดกร่อนภายใต้ความเค้นหรือ SCC

รอยแตกใช้เวลาประมาณ 7 วันในการขยายตัวไปทั่วเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ดังนั้นคนขับรถตู้ควรจะเห็นรอยรั่วก่อนที่รอยแตกจะขยายตัวจนถึงขนาดวิกฤต แต่เขาไม่ได้เห็น จึงทำให้เกิดอุบัติเหตุ พื้นผิวรอยแตกแสดงให้เห็นพื้นผิวที่เปราะเป็นส่วนใหญ่ โดยมีร่องรอยบ่งชี้ถึงการขยายตัวของรอยแตกไปทั่วเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ เมื่อรอยแตกทะลุเข้าไปในท่อด้านใน น้ำมันเชื้อเพลิงก็เริ่มรั่วไหลลงบนถนน น้ำมันดีเซลเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อพื้นผิวถนนเพราะมันก่อตัวเป็นฟิล์มน้ำมันบางๆ ที่คนขับมองเห็นได้ยาก มันมีคุณสมบัติในการหล่อลื่นคล้ายกับน้ำแข็งดำดังนั้นการลื่นไถลจึงเกิดขึ้นได้บ่อยเมื่อเกิดการรั่วไหลของน้ำมันดีเซล บริษัทประกันภัยของคนขับรถตู้ยอมรับความรับผิดชอบ และคนขับที่ได้รับบาดเจ็บได้รับการชดเชย

โพลีคาร์บอเนตไวต่อปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสในด่าง ซึ่งปฏิกิริยานี้จะทำให้วัสดุสลายตัวเป็นโมเลกุลขนาดเล็ก ส่วนโพลีเอสเตอร์มีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพเมื่อได้รับการบำบัดด้วยกรดเข้มข้น และในทุกกรณี ต้องระมัดระวังในการอบแห้งวัตถุดิบก่อนนำไปแปรรูปที่อุณหภูมิสูงเพื่อป้องกันปัญหาดังกล่าว

พอลิเมอร์หลายชนิดถูก รังสี UVทำลายในจุดที่เปราะบางในโครงสร้างสายโซ่ เช่นโพลีโพรพีลีนจะแตกร้าวอย่างรุนแรงเมื่อ โดน แสงแดดเว้นแต่ จะเติม สารต้านอนุมูลอิสระ จุดที่ถูกทำลายคืออะตอมคาร์บอนตติยภูมิที่มีอยู่ในทุกหน่วยซ้ำ ทำให้เกิดออกซิเดชันและในที่สุดก็ทำให้สายโซ่ขาดโพลีเอทิลีนก็ไวต่อการเสื่อมสภาพจากรังสี UV เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งชนิดที่เป็นพอลิเมอร์แบบแตกแขนง เช่นLDPEจุดแตกแขนงคือ อะตอม คาร์บอนตติยภูมิดังนั้นการเสื่อมสภาพของพอลิเมอร์จึงเริ่มต้นที่นั่นและส่งผลให้สายโซ่ขาดและเปราะ ในตัวอย่างที่แสดงทางด้านขวากลุ่มคาร์บอนิลสามารถตรวจพบได้ง่ายด้วยสเปกโทรสโกปี IRจากฟิล์มบางที่หล่อขึ้น ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวคือกรวยจราจรที่แตกร้าวระหว่างการใช้งาน และกรวยที่คล้ายกันอีกหลายอันก็เสียหายเช่นกันเนื่องจากไม่ได้ใช้สารเติมแต่งป้องกันรังสี UV