Le craquage sous contrainte environnementale (ESC) est l’une des causes les plus courantes de fragilité inattendue des polymères thermoplastiques (en particulier amorphes) actuellement connus. La fissuration sous contrainte environnementale peut expliquer environ 15-30 parmi toutes les défaillances de composants plastiques en service.

ESC et résistance aux polymères (ESCR) à ESC. Les recherches montrent que l'exposition des polymères aux produits chimiques liquides tend à accélérer le processus de brasage, et la folie commence à des contraintes beaucoup plus faibles que les contraintes qui provoquent la fissuration en suspension dans l'air. L'effet d'une contrainte de traction ou d'un fluide abrasif seul ne sera pas suffisant pour provoquer une défaillance, mais dans ESC, le déclenchement et la croissance d'une fissure résultent de l'effet combiné d'une contrainte et d'un fluide environnemental abrasif.

Le fait que cette fissuration sous contrainte ne rompt pas les liaisons du polymère est légèrement différent de la dégradation du polymère. Au lieu de cela, il rompt les connexions secondaires entre les polymères. Ils se cassent lorsque des contraintes mécaniques provoquent de petites fissures dans le polymère et se propagent rapidement dans des conditions environnementales difficiles. Il a également été découvert que l’attaque d’un réactif capable d’attaquer le polymère à l’état non tendu pouvait provoquer une défaillance catastrophique sous contrainte.

Les métallurgistes utilisent généralement les termes fissure de corrosion sous contrainte ou rupture en contrainte environnementale pour décrire une telle défaillance dans les métaux.

Bien que le phénomène ESC soit connu depuis des décennies, les recherches n’ont pas prédit un tel échec pour tous les environnements et pour tous les types de polymères. Certains scénarios sont bien connus, documentés ou prévisibles, mais il n’ya pas de référence complète à toutes les combinaisons de stress, de polymère et de milieu. Le rapport ESC dépend de nombreux facteurs tels que la structure chimique, la liaison, la cristallinité, la rugosité de surface, le poids moléculaire et la contrainte résiduelle du polymère. Cela dépend également de la structure chimique et de la concentration du réactif liquide, de la température du système et de la vitesse de déformation.

Il existe différents points de vue sur le comportement de certains réactifs dans les polymères sous contrainte. Puisque l'ESC est généralement observé dans les polymères amorphes plutôt que dans les polymères semi-cristallins, les théories relatives au mécanisme de l'ESC tournent généralement autour des interactions fluides avec les régions amorphes des polymères. Une telle théorie est que le liquide diffuse dans le polymère et provoque un gonflement qui augmente la mobilité de la chaîne du polymère. Le résultat est une réduction de la limite d'élasticité et de la température de transition vitreuse (Tg), ainsi qu'une plastification du matériau entraînant une réduction des contraintes et de la perforation des déformations. Un deuxième point de vue est que le liquide peut réduire l’énergie nécessaire pour créer de nouvelles surfaces dans le polymère en mouillant la surface du polymère, et peut donc contribuer à créer des vides considérés comme très importants dans les premiers stades de la formation de caries.

Une fois qu'un polymère a craqué, cela crée un chemin de propagation facile pour que la fissuration environnementale puisse continuer et que le processus de fissuration puisse être accéléré.
La compatibilité chimique entre l’environnement et le polymère détermine le degré de gonflement et de plastification du polymère.
Les effets de l'ESC sont réduits lorsque le taux de croissance des fissures est élevé. Ceci est principalement dû au fait que le liquide ne peut pas suivre la croissance de la fissure.

Un certain nombre de méthodes différentes sont utilisées pour évaluer la résistance du polymère à la fissuration sous contrainte environnementale. Une méthode courante dans l'industrie des polymères consiste à utiliser un gabarit de Bergen, qui soumet l'échantillon à une contrainte variable au cours d'un seul test. Les résultats de cet essai montrent la contrainte critique de fissuration en utilisant un seul échantillon. Un autre test couramment utilisé est le test "Bell Telephone", dans lequel les bandes courbées sont exposées aux liquides d’intérêt dans des conditions contrôlées.

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