شكست در سطح پليمرها، تحت تنش هاي چند محوري در حضور عوامل سطح فعال نظير شوینده ها، ترک زایی ناشی از تنش در محیط مهاجم یا به اختصار ESC (Environmental Stress-Cracking) ناميده ميشود. در این پدیده فيزيكي حفره هاي بسيار كوچك ناشی از تنش های اعمالی به پلیمر تشکیل شده که منشأ آن نقایص ذاتی موجود در پلیمر (که تحت عنوان flaw شناخته میشود) یا نقایص اکتسابی (مثلا ایجاد ترک حین شکل دهی یا نصب و استفاده) بوده و در اثر عامل سطح فعال، این تنش و در نتیجه حرکت و تغییر شکل زنجیرهای پلیمری تشدید میشود. در ادامه این حفرات تلفيق شده و با تشكيل نوارهاي صفحه اي که دو طرف دهانه ترک را بهم وصل کرده و نهايتا با پارگی آنها تركچه ها کم کم رشد کرده و به ترک منجر میشوند. پس از رسیدن به طول بحرانی، رد شدگی نمونه رخ میدهد.
پلیمرهای نیمه بلورین مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن، متشکل از دو ناحیه آمورف و بلورین هستند. در بخش آمورف زنجیرها بهم گره خورده اند که تعداد گره خوردگیها متناسب با وزن مولکولی است. نواحی بلورین نیز به یکدیگر و نیز به بخش آمورف اتصال فیزیکی دارند که از طریق زنجیرهای رابط ممکن میشود. زنجیرهای پلیمری که طی چندین بار ورود و خروج به نواحی بلورین موجبات این اتصال را فراهم کرده و یکپارچگی ساختار غیر همگون پلیمرها را فراهم میکنند. زنجیرهای رابط عملا مهمترين عامل ساختاري هستند كه تعیین کننده مقاومت پلیمر در برابر تنش در محیط مهاجم بوده و به اختصار ESCR نامیده ميشود. در پلی الفین ها افزايش وزن مولكولي و نیز افزایش مقدار کومنومر و توزیع آن روی زنجیرهای بلندتر موجب افزایش احتمال تشكيل زنجیرهای رابط شده كه در نتیجه بهبود ESCR را بدنبال دارد.
در پلی الفین ها و در بین عوامل فوق، متوسط وزن مولکولی z و نیز حضور و افزایش مقدار کومنومر قرار گرفته روی آنها بیشتر از بقیه در افزایش ESCR موثرند.
در مواردی که قطعات ساخته شده از پلیمرها در شرایط خاص محیطی از قبیل تماس با مواد خورنده یا محلول های شمیایی و .. قرار دارند، انجام آزمون ESCR بر روی پلیمر ضرورت پیدا میکند.
استانداردهای بین المللی متعددی برای آزمونESCR وجود دارد که در هرکدام به شرایط خاصی از نظر ضخامت نمونه مورد آزمون، غلظت محلول شیمیایی، دمای محلول و … اشاره شده است. با توجه به کاربرد و روش شکل دهی پلیمر از قبیل بطری ها، مخازن، ورق ها و … ، این آزمون مطابق استاندارد مربوط به آن محصول انجام میگردد.
آزمونESCRنوارهای خمیده، استاندارد ASTM D1693
هدف از این آزمون بررسی رفتار ورقهای پلاستیکی اتیلنی تحت تنش مکانیکی، در محیط مواد شیمیایی خورنده مانند شویندهها، روغنها و .... میباشد.
نحوه انجام آزمون
ابتدا توسط پانچ دستی از ورق پلاستیکی، 10 عدد نمونه با ابعاد استاندارد تهیه میگردد. سپس برروی نمونههای تهیه شده، توسط ناچزن یک خراش به عمق مشخص ایجاد گردیده و سپس 10 نمونه همزمان خم شده و توسط گیره انتقال داخل نگهدارنده قرارداده میشود. سپس نگهدارنده داخل لوله شیشهای قرار گرفته و لوله شیشهای توسط محلول اگوپال پر میگردد. سپس مجموعه لوله شیشهای و نگهدارنده و نمونهها داخل محفظه حرارتی دستگاه با دمای کنترل شده قرار گرفته و تست شروع میگردد. پس از اتمام آزمون، تعداد نمونههای تخریب شده شمارش گردیده و نتیجه مشخص میگردد.
جدول 1 سه مورد از شرایط گوناگون آزمون را مطابق با استاندارد مربوطه ارائه می دهد: شرایط A برای پلی اتیلن با چگالی بین g/cm3 ۰٫۹۱۰ تا g/cm3 ۰٫۹۲۵ استفاده می شود. شرایط B برای پلی اتیلن با چگالی بالاتر از g/cm3 ۰٫۹۲۵ استفاده می شود. شرایط C برای آزمون سریع موادی با مقدار ESCR بالا استفاده می شود.
دستگاه آزمون ESCR توسط متخصصین واحد طراحی و ساخت شرکت مهندسی آریانام تولید گردیده و در اختیار شرکت های تولیدی و آزمایشگاه ها قرار داده می شود. همچنین آزمایشگاه آریانام جهت با بهره گیری از تجهیزات تولید شده، نمونه های گوناگون را جهت انجام آزمون ESCR می پذیرد. لطفا جهت سفارش یا اطلاعات بیشتر تماس حاصل فرمایید.
شنبه 22 آذر 1399