耐环境应力龟裂测定的应用

分类：

新闻资讯

发布时间：

2025-05-21

访问量：

　　聚合物材料的研发和生产中均需要对材料的性能进行测定，通过对材料耐环境应力龟裂性能的测定可以了解材料在制备、加工过程中反应温度、反应时间、引发剂比例、添加剂种类、混炼时间、材料形状等因素对材料耐环境性能的影响，从而可以指导研发生产出更高性能的材料。　　极性分子对固体的变形与破坏过程也有不利的影响，称为Rebinder效应。其表现有两个方面。其一是分子链较长的极性物如有机酸和酵，它可以降低材料表面的屈服点，同时使固体的表面能降低，易于在表面出现位错。其二是分子链较短的极性物，它可以渗入表面的微观裂缝中，产住一种楔入力，使裂缝扩展，这种楔入压力在裂缝壁上的尖端处可达10N/mm。Rebinder效应在形成新的表面，以及在固体尤其是在晶界上存在缺陷的条件下表现得最强。如果表面有残余压缩应力，这种效应就不会出现。　　环境应力龟裂在聚合物材料中是一种普通现象，其具有以下特点：　　①它是一种从表面开始发生破坏的物理现象，从宏观上看呈脆性破坏，但若用电子显微镜观察，则属于韧性破坏。　　②不论负载应力是单轴方式或是多轴方式，它总是在比空气中的屈服应力更低的应力下发生龟裂滞后破坏。　　③龟裂的尖端部位存在着银纹区（Crazing zone）。　　④与应力腐蚀开裂不同，材料并不发生化学变化。　　⑤与金属的Rebinder效应不同，在发生龟裂的前期状态中屈服应力不降低。　　“环境介质”包括液体、气体及固体，即材料所处的化学环境，所以材料的耐环境应力龟裂性能直接反应了材料的耐化学性的强弱。在实用中材料的环境介质主要是溶液、有机溶剂等，所以一般的耐环境应力龟裂测定法中只考虑“环境液体”。　　在各类测试方法中，均需将样片制备成标准样品，对其施加恒定的应力或恒定的应变置于特定的液体环境中（如酸、碱、盐溶液、润滑油、胶粘剂、垫圈材料、清洁剂、食品、室内装潢材料等等），并对样品的特定参数（例如银纹数量、最大银纹尺寸、破损时间、屈服强度、屈服时间、断裂时间等）进行分析，通过对比不同样品的特定参数得知其耐化学性的相对强弱。　　按照对样品施加的应力恒定或应变恒定可大致将测定方法分为恒定应变法和恒定加载法两类。　　1.恒定应变法对待测样品持续施加恒定的应变，并将其浸到试验用环境液中测定其耐环境应力龟裂性能。弯曲预应变法：将待测样条先在特定的测试夹具上弯曲至特定应变水准（通常0%、0.5%、1.0%以及1.5%应变），接着将预测试的化学药剂施加于样条的最高应变区域上。样条在特定测试时间内一直持续地暴露于应变和化学药剂下研究其耐环境应力龟裂性能。　　2.拉伸预应变法：使用能施加恒定拉伸预应变的拉伸机给样条施加恒定的拉伸应变，将预测试的化学药剂施加于样条上研究其耐环境应力龟裂性能。　　3.扭转预应变法：将带状样品在金属棒上牢固地卷缠成螺旋状，然后将其浸渍到待测液体浴测定其耐环境应力龟裂性能。　　4.恒定加载法对待测样品持续施加恒定的应力，并将其浸到试验用环境液测定其耐环境应力龟裂性能。单轴加载法：对待测样条施加单轴向的恒定力（拉伸力或挤压力），然后将其浸渍到待测液体浴测定耐环境应力龟裂性能。多轴加载法：对待测样施加多轴向的恒定力，然后将其浸渍到待测液体浴测定耐环境应力龟裂性能。

　　在各类测试方法中，均需将样片制备成标准样品，对其施加恒定的应力或恒定的应变置于特定的液体环境中（如酸、碱、盐溶液、润滑油、胶粘剂、垫圈材料、清洁剂、食品、室内装潢材料等等），并对样品的特定参数（例如银纹数量、最大银纹尺寸、破损时间、屈服强度、屈服时间、断裂时间等）进行分析，通过对比不同样品的特定参数得知其耐化学性的相对强弱。
　　按照对样品施加的应力恒定或应变恒定可大致将测定方法分为恒定应变法和恒定加载法两类。
　　1.恒定应变法对待测样品持续施加恒定的应变，并将其浸到试验用环境液中测定其耐环境应力龟裂性能。弯曲预应变法：将待测样条先在特定的测试夹具上弯曲至特定应变水准（通常0%、0.5%、1.0%以及1.5%应变），接着将预测试的化学药剂施加于样条的最高应变区域上。样条在特定测试时间内一直持续地暴露于应变和化学药剂下研究其耐环境应力龟裂性能。
　　2.拉伸预应变法：使用能施加恒定拉伸预应变的拉伸机给样条施加恒定的拉伸应变，将预测试的化学药剂施加于样条上研究其耐环境应力龟裂性能。
　　3.扭转预应变法：将带状样品在金属棒上牢固地卷缠成螺旋状，然后将其浸渍到待测液体浴测定其耐环境应力龟裂性能。
　　4.恒定加载法对待测样品持续施加恒定的应力，并将其浸到试验用环境液测定其耐环境应力龟裂性能。单轴加载法：对待测样条施加单轴向的恒定力（拉伸力或挤压力），然后将其浸渍到待测液体浴测定耐环境应力龟裂性能。多轴加载法：对待测样施加多轴向的恒定力，然后将其浸渍到待测液体浴测定耐环境应力龟裂性能。