塑料制件具有优异的韧性、尺寸稳定性、电绝缘性等。研究表明塑料制件使用过程中的开裂或断裂问题，其中约25％属于环境应力开裂问题，因此掌握环境应力开裂的知识是十分必要的。

 

塑料制件具有优异的韧性、尺寸稳定性、电绝缘性等。但几乎所有塑料制件都会不同程度存在应力或遭受应力，在应力的作用下，特别一些特殊介质中易产生微裂纹，最终导致开裂，使塑料制件失效，这就是常说的环境应力开裂。研究表明塑料制件使用过程中的开裂或断裂问题，其中约25％属于环境应力开裂问题，因此掌握环境应力开裂的知识是十分必要的。

 

环境应力开裂是塑料制件在使用中因特殊介质(腐蚀性介质、溶剂和某种气氛)和应力的共同作用产生许多小裂纹，甚至发生断裂的现象。以上定义可见产生环境应力开裂具有两个非常重要的条件，一个是特殊介质，另一个是应力。

 

引起塑料制件发生环境应力开裂的特殊介质包括有机溶剂、水、某些表面活性剂和臭氧等。有机溶剂容易促进塑料，特别是非晶态塑料的环境应力开裂。水和表面活性剂容易引起聚乙烯发生环境应力开裂。臭氧容易使不饱和碳链高聚物，尤其是不饱和碳链橡胶发生环境应力开裂。

 

引起塑料制件发生环境应力开裂的应力分为两种，机械应力和残余应力。机械应力是指在使用过程中，产品一直处于机械应力的作用下。比如螺丝对螺孔部位的挤压应力、工作中结构件的受力等，都属于机械应力的范畴；残余应力是指由于注塑工艺/产品结构/模具结构等原因所造成的应力残留。介质不会直接引起化学作用或分子降解，实际上，是介质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。

 

因环境应力开裂导致的失效模式具有以下特点：

1) 裂纹始于制件表面，裂纹长度方向与拉伸应力方向垂直

2) 使制件产生环境应力开裂的应力水平比该种制件的断裂强度低得多，产生环境应力开裂所需要的最低应力值，称为临界应力。当制件所受的应力水平低于这个临界值时，不可能发生环境应力开裂

3) 制件在环境应力开裂中产生的许多微裂纹，大多因邻近裂纹的抑制作用而不易扩展，只有少数裂纹互相贯穿导致材料的断裂

4) 对于一定的材料，通常只是对某些环境介质敏感

 

环境应力开裂大大的影响塑料制件的质量，使用前需要找到合适的方法进行评估，目前较常用的有模拟制件在接触某种介质后的变化及接触前后物性的变化程度。另外根据环境应力开裂的成因，关于环境应力开裂的改善可以从以下几方面入手。

1) 改善材料的耐化学性能。可以选用耐化学性改良的材料来加工制件；

2) 产品设计改善。塑料制件的形状应尽可能保持连续性，避免锐角、直角、缺口及突然扩大或缩小。塑料制件的壁厚尽可能均匀。对于需要安装金属嵌件的塑料制件，应尽量选择两者热膨胀系数较为接近的材料进行镶嵌。对于需要开孔的塑料制件，应尽可能开设圆形孔，尤其椭圆孔的效果最好，有利于分散内应力。

3) 注塑残余应力改善。可以从注塑工艺、模具的设计等方面进行改善。

 

4) 机械应力改善。对于有螺丝柱进行装配的制件，需要更好的考量螺丝与螺孔的配合问题，设计上在保证铆合强度的基础上，尽量的降低螺柱周边的应力。

 

来源：摩西的可靠不可靠

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