環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂多發(fā)生于部分結(jié)晶的聚合物,如PE、PP等烯烴塑料,尤其是PE,對(duì)環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂極為敏感。對(duì)PE來(lái)說(shuō),耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能是評(píng)價(jià)其長(zhǎng)期使用壽命的最重要的指標(biāo)之一。不同品種的
注塑加工PE因結(jié)構(gòu)不同,耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性可能有較大的差異,選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用要求來(lái)確定,必要時(shí)應(yīng)對(duì)PE材質(zhì)進(jìn)行改性。
溶劑化作用是指聚合物分子與溶劑分子相互之間的作用力,如果大于聚合物分子鏈之間的作用力和溶劑分子之間的作用力,聚合物分子便可分離溶解在溶劑中。例如不同分子中的兩個(gè)官能團(tuán)之間能形成氫鍵的,便可發(fā)生溶劑化作用。于是我們可以知道,假如一種聚合物有酸性基團(tuán),而接觸的溶劑有堿性基團(tuán),而且強(qiáng)弱相當(dāng)?shù)脑?,在官能團(tuán)之間形成氫鍵,聚合物將被溶解于溶劑之中。
溶劑應(yīng)力開(kāi)裂,是指塑料制品在一定的應(yīng)力下,由溶劑造成的應(yīng)力開(kāi)裂,即便這些溶劑對(duì)未受應(yīng)力作用的聚合物沒(méi)有影響,或者只是在塑料表面層引起溶脹,也會(huì)發(fā)生這種應(yīng)力開(kāi)裂現(xiàn)象。發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象是制品在應(yīng)力作用下發(fā)生過(guò)度形變的結(jié)果,除了化學(xué)介質(zhì)的類(lèi)型、應(yīng)力作用的時(shí)間、應(yīng)力大小和溫度等因素之外,聚合物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)缺陷是重要的內(nèi)在因素。能產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂的試劑隨塑料種類(lèi)不同而異。
溶解度參數(shù)可以近似的標(biāo)示溶劑分子或聚合物分子之間的作用力,使用時(shí)應(yīng)注意單位的區(qū)別。聚合物和溶劑的差值可以作為評(píng)判塑料耐溶劑性的一種依據(jù),溶解度參數(shù)能較好的應(yīng)用于吸熱或無(wú)熱效應(yīng)的非極性體系,但是,對(duì)于聚合物與溶劑之間能形成強(qiáng)極性鍵和氫鍵的體系則不適用。塑料材料中,耐溶劑性最好的是聚四氟乙烯等材料,其次是聚苯硫醚。
化學(xué)介質(zhì)對(duì)聚合物的侵蝕作用,除了溶脹和溶解兩種形式之外,還有另外兩種與應(yīng)力有關(guān)的破壞形式,即環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂和溶劑應(yīng)力開(kāi)裂。環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂,是指塑料制品在應(yīng)力與非溶劑性活性介質(zhì)的共同作用下,導(dǎo)致的制品表面開(kāi)裂現(xiàn)象。制品所受應(yīng)力來(lái)自于制品成型過(guò)程中不可避免的殘余應(yīng)力、熱應(yīng)力,或金屬嵌件在界面造成的應(yīng)力和外部應(yīng)力,也可能兼而有之。
極性的結(jié)晶聚合物和極性溶劑,由于相互作用時(shí)放出大量的熱,因此無(wú)需加熱,溶解過(guò)程就能在常溫下進(jìn)行,如聚酰胺在常溫下就能溶解于異丙醇、丁醇、甲醛等。又如聚氯乙烯,他是中等極性的
注塑加工塑料,對(duì)非極性的烷烴和強(qiáng)極性的羧酸、醇類(lèi)有較大的抵抗能力,而一些芳烴如苯、酮、醚這些中等極性的溶劑卻能使其溶脹,在室溫下能溶解聚氯乙烯的溶劑有環(huán)已酮、四氫呋喃等。
應(yīng)力均指拉伸應(yīng)力,但卻是遠(yuǎn)低于正常破壞應(yīng)力值的應(yīng)力。而活性介質(zhì)系非溶劑性的,也就是與無(wú)載試樣接觸時(shí)并不產(chǎn)生明顯的溶脹效應(yīng)的試劑,如一些表面活性劑和其他一些有機(jī)液體,也有可能是氣體甚至固體。一些環(huán)境因素,如太陽(yáng)光和工業(yè)氣體也可能成為導(dǎo)致制品開(kāi)裂的活性介質(zhì),因此也稱(chēng)之為環(huán)境介質(zhì)。
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