耐環(huán)境應(yīng)力開裂測(cè)定儀

材料在一定環(huán)境因素(如溫度、濕度、氣氛、液體介質(zhì))和應(yīng)力作用下保持不開裂的能力。常指受多軸應(yīng)力作用并接觸介質(zhì)的聚合物試樣或制件抵抗表面出現(xiàn)脆性開裂的能力。

最新研究表明，塑料零部件破損，其中25%屬于環(huán)境應(yīng)力開裂(ESC)。

環(huán)境應(yīng)力開裂步驟：ESC是塑料樹脂粒子在有應(yīng)力存在下，與特殊化學(xué)試劑接觸產(chǎn)生裂解的現(xiàn)象，它是化學(xué)試劑與機(jī)械應(yīng)力協(xié)同作用的結(jié)果。

化學(xué)試劑不會(huì)直接引起化學(xué)作用或分子降解，實(shí)際上，是化學(xué)試劑滲透到分子結(jié)構(gòu)并損害了聚合物鏈的內(nèi)分子力，從而加快分子斷裂。

ESC損壞的機(jī)械歷程，類似于蠕變損壞，它包括流體吸收、塑性化、細(xì)紋出現(xiàn)、紋裂擴(kuò)展和最終破壞。由于ESC過程取決于化學(xué)物質(zhì)在聚合物結(jié)構(gòu)內(nèi)的擴(kuò)散，流體吸收速率是裂紋擴(kuò)展和開裂擴(kuò)大兩個(gè)速率的決定因素?；瘜W(xué)試劑吸收越快，聚合物越易開裂和隨之而來的破損。

近來分析比較，認(rèn)為蠕變?cè)谔囟l件下發(fā)生的ESC，在此情況下，蠕變是簡(jiǎn)化了的ESC，它以空氣作為化學(xué)試劑，它們主要區(qū)別是活性化學(xué)試劑存在，它加速高分子斷裂過程。這種加速作用結(jié)果顯著縮短初期開裂的時(shí)間，實(shí)質(zhì)上加速裂解擴(kuò)大化的速率，這樣縮短了最終破損的時(shí)間。

ESC的特征：

環(huán)境應(yīng)力開裂破損均有幾個(gè)典型的特征：

·脆性斷裂：ESC損壞是由脆性斷裂造成，任何材質(zhì)正常情況均可產(chǎn)生塑變屈服的機(jī)理，作為ESC損壞最初開裂點(diǎn)，總發(fā)生在表面。他們往往是高應(yīng)力區(qū)域所在，如微觀缺損點(diǎn)或應(yīng)力集中點(diǎn)。此初始開裂點(diǎn)一般總是直接與氣態(tài)或液態(tài)活性化學(xué)試劑接觸。

多重開裂：起初多個(gè)單點(diǎn)開裂，隨后連接成一個(gè)統(tǒng)一斷裂，眾多的原始開裂和隨后聯(lián)合是ESC破損機(jī)理的寫照。

平滑的形態(tài)：原始開裂區(qū)域，通常當(dāng)展顯出相對(duì)平滑形態(tài)時(shí)，緩慢的開裂擴(kuò)展，而活潑的化學(xué)試劑能加快初始開裂出現(xiàn)及開裂擴(kuò)展，粗糙表面，這種現(xiàn)象尤為明顯。

細(xì)微裂紋殘留：殘留細(xì)微裂紋存在，無論是初始開裂區(qū)或附近區(qū)域，將預(yù)示會(huì)產(chǎn)生ESC。在許多場(chǎng)合下當(dāng)裂縫長(zhǎng)度達(dá)到一個(gè)極限大小時(shí)，最終破損將在塑變超荷時(shí)變生。

伸展的小纖維：最終斷裂區(qū)可能出現(xiàn)伸展的小纖維和其他特征，這說明這種斷裂是可塑變斷裂。這是一個(gè)重要的啟示說明ESC用化學(xué)作用機(jī)理是不合適的，因此一般伴隨的化學(xué)作用引發(fā)的分子降解通常是不存在的。

交錯(cuò)帶：最新實(shí)驗(yàn)表明，一般ESC是通過漸進(jìn)式開裂擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行的，在實(shí)驗(yàn)室條件下重塑特征表面試驗(yàn)，顯示了一系列交錯(cuò)帶，相當(dāng)導(dǎo)致開裂擴(kuò)展的環(huán)。這些觀察到的帶區(qū)可以想象是重復(fù)出現(xiàn)細(xì)紋化的環(huán)，隨后通過脆性開裂的裂解擴(kuò)展，其中包含了蠕變和ESC破損機(jī)理各步驟。