Stresul de stres de mediu (ESC) este una dintre cele mai frecvente cauze ale fragilităților neașteptate ale polimerilor termoplastici cunoscuți în prezent (în special amorfi). Crăpăturile cauzate de stresul de mediu pot reprezenta aproximativ 15-30 din toate defecțiunile componentelor din material plastic în exploatare.

ESC și rezistența polimerului (ESCR) la ESC. Cercetările arată că expunerea polimerilor la substanțele chimice lichide tinde să accelereze procesul de brazare, iar nebunia începe cu tensiuni mult mai mici decât tensiunile care cauzează fisurarea în aer. Efectul stresului la tracțiune sau al unui fluid abraziv în monoterapie nu va fi suficient pentru a provoca defecțiuni, dar în ESC, inițierea și creșterea unei fisuri se datorează efectului combinat al stresului și a unui fluid de mediu abraziv.

Faptul că această crăpătură de stres nu rupe legăturile de polimer este ușor diferită de degradarea polimerului. În schimb, rupe legăturile secundare dintre polimeri. Se rupe atunci când solicitările mecanice provoacă mici fisuri în polimer și se răspândesc rapid în condiții de mediu dure. De asemenea, s-a constatat că se poate produce insuficiență catastrofică sub stres datorită atacului unui reactiv capabil să atace polimerul într-o stare neîmbătrată.

Metalurgiștii folosesc în mod tipic termenul "fisură de coroziune prin stres" sau "pauză de stres de mediu" pentru a descrie o astfel de eșec în metale.

Deși fenomenul ESC este cunoscut de zeci de ani, cercetarea nu a prezis o astfel de eșec pentru toate mediile și pentru toate tipurile de polimeri. Unele scenarii sunt bine cunoscute, documentate sau previzibile, dar nu există o referință completă la toate combinațiile de stres, polimeri și medii. Raportul ESC depinde de mulți factori cum ar fi structura chimică, legătura, cristalinitatea, rugozitatea suprafeței, greutatea moleculară și stresul rezidual al polimerului. De asemenea, depinde de structura chimică și de concentrația reactivului lichid, de temperatura sistemului și de viteza de întindere.

Există diferite opinii cu privire la modul în care anumiți reactivi se comportă în polimerii stresați. Deoarece ESC este observat în general în polimerii amorfi, în loc de polimeri semicristalini, teoriile legate de mecanismul ESC se învârt în jurul interacțiunilor fluide cu regiunile amorfe ale polimerilor. O astfel de teorie este că lichidul difuzează în polimer și provoacă umflarea care mărește mobilitatea lanțului polimerului. Rezultatul este o reducere a stresului de încovoiere și a temperaturii de tranziție în stare de sticlă (Tg), precum și plastifierea materialului, ceea ce duce la stres și perforare mai reduse în tulpini. O a doua vedere este că lichidul poate reduce energia necesară pentru a crea noi suprafețe în polimer prin umectarea suprafeței polimerului și astfel poate crea goluri considerate a fi foarte importante în fazele timpurii ale formării cariilor.

Odată ce un polimer a crăpat, acest lucru creează o cale de propagare ușoară, astfel încât cracarea de mediu poate continua și procesul de crăpare poate fi accelerat.
Compatibilitatea chimică între mediu și polimer reglează cantitatea pe care mediul o cauzează umflarea și plastifierea polimerului.
Efectele ESC sunt reduse când rata creșterii fisurilor este ridicată. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că lichidul nu poate ține pasul cu creșterea crack-ului.

O serie de metode diferite sunt utilizate pentru a evalua rezistența polimerului la cracarea de mediu de stres. O metodă obișnuită în industria polimerilor este folosirea dispozitivului Bergen, care expune proba la variația stresului în timpul unui singur test. Rezultatele acestui test arată stresul critic pentru crăpare folosind doar o singură probă. Un alt test utilizat în mod obișnuit este testul "Bell Telephone", în care benzi îndoite sunt expuse la lichidele de interes în condiții controlate.

Rezistența la fisurarea tensiunii de mediu Puteți lucra cu laboratorul nostru EUROLAB pentru testele ESCR.