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疲化学应力龟裂


龟裂的说明及形成过程

照片:疲化学应力龟裂

 化学应力龟裂是由于低于树脂(原料)拉伸强度的拉伸应力而造成的典型性脆性破坏。 当成形品发生拉伸应力的部位(承受负荷的部位)附着或者接触药品后,随着时间的推移, 药品与应力之间发生相互综合反应,这种现象被称为化学应力龟裂现象,产生的龟裂被称为化学应力龟裂。 龟裂表面光滑,龟裂明显时,呈镜面状态。

 关于形成过程,有人说是因为∶由于应力作用(施加负荷的状态下)使分子之间产生间隙, 药品渗透到间隙中导致分子间的凝聚力(分子间的强力结合)下降,引起分子移动而造成龟裂。 但原因尚未得到完全证实。

 如果能够解决药品或应力两者之中的任何一个原因,则可以解决化学应力龟裂问题。

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化学应力龟裂的同义词

 同义词列举如下∶

  • 环境应力龟裂或环境应力破坏(Environmental stress Cracking,简称ESC)
  • 应力龟裂(应力龟裂或应力破坏)
  • 溶剂龟裂(溶剂龟裂或溶剂破坏)

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龟裂的实例及解决方法

接触软质氯乙烯、软质填料类物质

原因

 软质氯乙烯、软质填料类物质中添加了可塑剂,这些可塑剂是造成化学应力龟裂的代表性的药品。 软质氯乙烯产品中包括塑料管、电线等。

对策

 电线类的产品,是在电线外面加上聚乙烯、硅橡胶、乙烯·丙烯橡胶等护套,或者被覆。 填料类物质包括硅橡胶、乙烯·丙烯橡胶、氟系材料等。如果不能避免接触软质氯乙烯,则改为使用耐药品性等级的树脂。


金属插入成形及金属部件的压入

原因

 金属部件经常附着生产过程中使用的冲压油、切削油、防锈油等加工油。如果去油处理不完全, 这些加工油则会成为导致化学应力龟裂的药品原因。在树脂与金属部件接触的部位存在着成形残留应力或由于压入而造成的膨胀力, 这些是导致化学应力龟裂的应力原因。

对策

 充分进行金属部件的去油处理。将金属部件进行预加热处理后使用。


拧紧螺丝

原因

在拧螺丝的地方产生较大的应力。特别是碟形螺丝产生过大应力的可能性较高。这些应力均为导致化学应力龟裂的应力原因, 如果在这些地方附着药品,则产生龟裂。

对策

 请设计不用碟形螺丝的形状。同时使用垫圈。使用适当的扭矩扳手拧紧螺丝。


成形品的螺纹形状

原因

 树脂管的连接部位有呈螺纹形状的地方,安装树脂螺丝进行部件连接。如果拧得过紧则有可能产生较大的应力, 特别是螺丝槽的部分应力较为集中。如果这些产生应力的部位附着了药品,则产生龟裂。

对策

 使用适当的扭矩扳手拧紧螺丝。如果即使使用适当的扭矩扳手仍然发生龟裂的情况,则改为使用耐药品性等级的原料。


为了清除成形品的尘埃和污垢而使用的清洁剂

原因

 为了清除成形品的尘埃和污垢,通常使用各种清洁剂。通常的清洁剂中含有挥发性的药品(酒精类),很可能成为导致化学应力龟裂的药品原因。 特别是在较薄部位和厚度不均匀的部位存在着成形残留应力,如果这些部位附着了清洁剂,则致产生龟裂。

对策

 清洁剂用水稀释后使用。


厨房用具

原因

 厨房、餐饮店的用具附着植物油的可能性较大。植物油是导致化学应力龟裂的代表性药品。

对策

 改用耐药品性等级原料。


卫生间及浴室(浴池)用品

原因

 用于卫生间及浴室(浴池)的清洁剂中,一般导致发生化学应力龟裂的药品较多。

对策

 改用耐药品性等级原料。


金属部件滑动部位使用的机油、润滑油的附着

原因

 上述机油、润滑油中,根据种类不同,一部分是导致发生化学应力龟裂的药品原因。 这些机油、润滑油如果附着到相邻树脂产生应力的部位,则有可能产生龟裂。

对策

 使用氟系列的机油、润滑油。

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抗化学性实验(化学应力龟裂的确认实验)

 如照片所示,在有一定曲率的工具上放置实验片,涂抹药品。 在一定的环境下放置一定时间后发生龟裂,确认物性的劣化。 这种实验方法被称为弯曲式固定应变法。


照片:抗化学性实验
实验条件:
应变范围:0.2~1.0%(0.1%间隔)
1.2~1.6(0.2%间隔)
  • 实验环境∶温度23±2℃ 23 deg.C, 湿度50~60%
  • 放置时间∶48小时
  • 实验片形状∶厚度2×宽度10×长度150mm

(注释)对于有可能附着、接触的药品,事先进行耐药品实验,确认其化学应力龟裂性是非常重要的。


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