环境应力开裂
基本信息
基本简介
最新研究表明，塑料零部件破损，其中25%属于环境应力开裂(ESC)。
环境应力开裂步骤:ESC是塑料树脂粒子在有应力存在下，与特殊化学试剂接触产生裂解的现象，它是化学试剂与机械应力协同作用的结果。
化学试剂不会直接引起化学作用或分子降解，实际上，是化学试剂渗透到分子结构并损害了聚合物链的内分子力，从而加快分子断裂。
ESC损坏的机械历程，类似于蠕变损坏，它包括流体吸收、塑性化、细纹出现、纹裂扩展和最终破坏。由于ESC过程取决于化学物质在聚合物结构内的扩散，流体吸收速率是裂纹扩展和开裂扩大两个速率的决定因素。化学试剂吸收越快，聚合物越易开裂和随之而来的破损。
近来分析比较，认为蠕变在特定条件下发生的ESC，在此情况下，蠕变是简化了的ESC，它以空气作为化学试剂，它们主要区别是活性化学试剂存在，它加速高分子断裂过程。这种加速作用结果显著缩短初期开裂的时间，实质上加速裂解扩大化的速率，这样缩短了最终破损的时间。
ESC的特征:
环境应力开裂破损均有几个典型的特征:
·脆性断裂:ESC损坏是由脆性断裂造成，任何材质正常情况均可产生塑变屈服的机理，作为ESC损坏最初开裂点，总发生在表面。他们往往是高应力区域所在，如微观缺损点或应力集中点。此初始开裂点一般总是直接与气态或液态活性化学试剂接触。
·多重开裂:起初多个单点开裂，随后连接成一个统一断裂，众多的原始开裂和随后联合是ESC破损机理的写照。
·平滑的形态:原始开裂区域，通常当展显出相对平滑形态时，缓慢的开裂扩展，而活泼的化学试剂能加快初始开裂出现及开裂扩展，粗糙表面，这种现象尤为明显。
·细微裂纹残留:残留细微裂纹存在，无论是初始开裂区或附近区域，将预示会产生ESC。在许多场合下当裂缝长度达到一个极限大小时，最终破损将在塑变超荷时变生。
·伸展的小纤维:最终断裂区可能出现伸展的小纤维和其他特征，这说明这种断裂是可塑变断裂。这是一个重要的启示说明ESC用化学作用机理是不合适的，因此一般伴随的化学作用引发的分子降解通常是不存在的。
·交错带:最新实验表明，一般ESC是通过渐进式开裂扩展机理进行的，在实验室条件下重塑特征表面试验，显示了一系列交错带，相当导致开裂扩展的环。这些观察到的带区可以想象是重复出现细纹化的环，随后通过脆性开裂的裂解扩展，其中包含了蠕变和ESC破损机理各步骤。