耐環(huán)境應(yīng)力開裂測定儀操作方法

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)試劑不會直接引起化學(xué)作用或分子降解，實際上，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)為蠕變在特定條件下發(fā)生的ESC，在此情況下，蠕變是簡化了的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間，實質(zhì)上加速裂解擴(kuò)大化的速率，這樣縮短了最終破損的時間。

ESC的特征：

環(huán)境應(yīng)力開裂破損均有幾個典型的特征：

·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，總發(fā)生在表面。他們往往是高應(yīng)力區(qū)域所在，如微觀缺損點或應(yīng)力集中點。此初始開裂點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：起初多個單點開裂，隨后連接成一個統(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)展顯出相對平滑形態(tài)時，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)示會產(chǎn)生ESC。在許多場合下當(dāng)裂縫長度達(dá)到一個極限大小時，最終破損將在塑變超荷時變生。

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。

交錯帶：最新實驗表明，一般ESC是通過漸進(jìn)式開裂擴(kuò)展機(jī)理進(jìn)行的，在實驗室條件下重塑特征表面試驗，顯示了一系列交錯帶，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。