试管的图片塑料环境应力开裂ASTM D1693(中文翻译版)

2021年1月13日发(作者：长妇婴 试管)


乙烯塑料环境应力开裂的标准试验方法
（等同采用 ASTM D1693-15）（中文翻译版）
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1. 目的Purpose










本标准试验方法涵盖了乙烯塑料处于指定条件下时对环境应力开裂敏感性的测试方法。

2. 范围Scope
适用于决定乙烯塑料处于指定条件下时对环境应力开裂的敏感性。在一 定应力条件及诸如肥皂、润湿剂、
油或洗涤剂等环境条件下，乙烯塑料可能出现开裂引起的机械性损伤。

3. 职责Responsibility
程序执行：实验室授权制样人员
程序监督：实验室技术负责人及相关责任人

4. 原理Principle 4.1本测试方法可用于常规检查。本方法是将要求数量的试样置于测试条件下规定时间，并记录开裂的试样 数量。
用本测试试剂得到的开裂情况表示了在表面活性剂、皂类及任何不使试样发生显著溶胀的有机试剂 介质中可能
出现的情况。
4.2环境应力开裂特性高度依赖于对试样施加的应力的性质和水平 以及试样的热历史。在本测试方法条件下，试
样表面刻痕使材料局部产生较大的多轴应力。标准规定的条 件有利于材料的环境应力开裂。
4.3由本方法测试得到的数据不可直接用于工程实际问题。
由于热历史是一个重要影响因素，通过本方法测试时，用实验室制备的样品得到的测试结果可能与用其他
方法得到的样品得到的测试结果不一致。要想测得给定乙烯材料的真实性能，最好用商用材料制备的试样进行< br>
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测试。

5. 术语及定义Terms and Definition
5.1应力开裂——由低于塑 料短时机械强度的拉应力引起的塑料外部或内部的开裂。这类开裂常常受塑料所处
环境的影响而加速发展 。存在于塑料内部或外部的应力或者两种应力的共同作用可以引起开裂。由细小裂纹构
成的网络状的开裂 称为龟裂。
5.2应力开裂破损——本实验中凡能用眼睛观察到的裂纹均可认为是整个试样的应力开裂 破损。刻痕的延伸不
应归为试样破损。单个试样出现多于一个开裂归为单一破损。裂纹通常始于刻痕并与 刻痕成近90°方向向外围
发展。开裂不一定扩展至整个试样才形成破损。有时裂纹在试样内部发展而形 成表面塌陷。形成塌陷的时间应
予以记录。若塌陷最终发展成表面裂纹，则应将塌陷时间记为试样破损时 间。

6. 装置Equipments
6.1冲模——适于切割长38±2.5 mm宽13±0.8mm（长1.5±0.1in.，宽0.50±0.03in.），且切口平整、不带斜棱的试样的矩形刀具或其他。
6.2刻痕刀架——能按照刻痕要求，在如表1所示尺寸的试样上进 行刻痕。刻痕应与试样的长度方向平行，并
位于表面的中心位置。刻痕刀架如图1所示。
注4：建议刻痕刀架定期检查以保证缺口一致性。
6.3试样保持架——硬质或半硬质黄铜长 槽，尺寸如图2（B）所示。长槽两侧面应相互平行，且内棱角为尖直
角。槽内表面光滑无毛刺。长槽内 部宽度有严格要求（参看图2尺寸F）。
表1 标准测试条件

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A
尺寸值不严格相等。但是，若用于仲裁，须使用公制单位。
B
用于仲裁时 ，意格倍溶液浓度应与合适的材料标准一致。若没有给定浓度，可用10%体积浓度。
C
恒温 浴温度为100℃时，测试要用100%试剂而不是试剂的水溶液，因为测试时水的蒸发损失会改变溶液的组成。


图1 刻痕刀架

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尺寸

图2 试验设备
6.4试管及 塞子——硬质玻璃管，名义长度200mm，内径最小为31.5mm，有一个软木塞或橡胶塞。也可用
尾部带螺纹有塑料帽的试管代替。
注5：一些老式试管内径小于31.5mm，但是只要具备足够的空 间，能无阻碍地将装夹试样的试样保持架装入
其中，也可应用。
注6：硬玻璃（硼硅酸盐）管和15号软木塞可满足要求。
6.5铝箔——厚度约0.08~0.13mm（0.003~0.005in.），用于包覆塞子。
6.6恒温浴槽——能保证恒温浴温度为50.0±0.5℃及100.0±0.5℃。

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6.7试管架——放置试管并保持其水平的架子。
6.8试样弯曲装置——如图3所示。
6.9试样转移工具——如图4所示。

图3 弯曲夹具组件

注1：X=10.5±0.5 mm（0.41±0.02 in.）
图4 转移工具组件

7. 试剂和试样Solution and Samples
7.1试剂——首选试剂是壬基酚聚氧乙烯醚。
注：试剂应贮存在密闭的金属或玻璃容器中以 避免其吸湿。生产商声明，用这种试剂的10%体积浓度的水
溶液在50℃条件下测试1000 h时， 这种侵蚀剂不会发生已知的降解。可进行傅里叶变换红外光谱扫描对Igepal
溶液进行分析，若观察 到羰基带的出现，则可认为试剂已降解。
7.2也可采用其它表面活性剂、皂类及任何不使试样发生显著溶胀的液态有机试剂作为试剂。
7.3试样——除非特别说明，试样按标准D4703附录A1中的步骤C进行模塑制备。

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注：模塑时不适用任何液态脱模剂、蜡 、抛光剂等等。然而，聚酯薄膜、未塑化的玻璃纸、聚四氟乙烯和
铝箔等惰性材料科满足要求。
7.4测试模塑板的内应力时，可从模塑板的任意位置取样并将其放入装有3mm（18in.）滑石粉的皮氏 培养皿
中，再将皮氏培养皿放入热空气干燥箱30分钟，对Ⅰ型和Ⅱ型聚乙烯塑料干燥箱温度保持在13 0℃，对Ⅲ型和
Ⅳ型聚乙烯塑料干燥箱保持在150℃。如果试样纵长方向的收缩量小于10%，则认为 模塑板满足要求（参看测
试方法D1204）。
7.5从粒料挤压成模塑板后，要在24小时 内用冲模或其他装置切取试样。试样尺寸如图2（A）所示，试样切
口平整，不带斜棱。
7. 6试样状态调节——除非特别说明，应按照标准D618步骤A对试样进行状态调节，状态调节至少40 h，最
多96 h。试样弯曲、刻痕或用试剂处理后应立即进行试验。

8. 程序Procedure
8.1根据要求从表1中选择所需测试条件。
注：通常来说，聚乙烯塑料密度大于0.910 gcm
3
不大于0.925 gcm
3
时，选用条件A；密度大于0.925
gcm
3
时选用条 件B。条件C用于加快测试耐环境应力开裂值极高的材料。测试者应参考D1248、D3350或
D4 976等材料标准以选择测试条件。
8.2用安装在刻痕刀架上的刀片对每个状态调节过的试样在一个 表面上进行刻痕，如图2（A）所示。深度千分
尺可用于在刻痕刀架上安装刀片，以保证刻痕深度如表1 所述可控。测量刀片尖端高度与刀架上放置试样的槽
之间的差值，已保证合理安装刀片。
注： 当已有的刀架可实现条件A要求的刻痕深度时，如果要求实现表1中条件B和C的刻痕深度时，可用
0. 21 mm（0.008 in.）厚的的黄铜垫片来压制较浅的刻痕。黄铜垫片要足够宽已紧密贴合在刻痕刀架 放置试样
的槽内。垫片长度应延伸超过刀片，大约至刻痕刀架端部，以使刀架能压到垫片的大于1或2i n.。刀架的重量

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压到垫片 上能防止垫片在刻痕时变形。垫片另一端切出一个长方形的洞，洞的长度完全适合突出的刀片。由于
起皱 或变形以致不能使试样水平放置在刀架上的垫片要丢弃。
注：为保持缺口一致性，建议保持施加到刀架 把手上的力保持一致。这可以通过用转矩扳手在把手的同一
位置施加力来实现。缺口深度与刀片安装深度 有关，可以在显微镜下观察试样横截面的切片测量刻痕深度，也
可以通过在显微镜下观察经液氮冷冻的已 断裂刻痕试样的表面来测量。在偏光显微镜下观察试样的横截面，来
检查刻痕质量（边缘是否平直、锋利 及是否存在应力集中区域）。
8.3在第一次刻痕以及至少每正常使用30次后再正常视觉下检查刀刃 是否有缺口和毛刺。每把刀片刻痕次数不
应超过100次，刀刃一旦变钝或磨损应及时更换。
8.4将10个刻痕面向上的试样放置在试样弯曲装置上，在台钳、平板床或其他适当的工具上合拢弯曲装置，真
个操作过程在30~35s内完成。用试样转移工具将试样转移到试样保持架中，并使试样两端紧贴试样 保持架底
部。如果试样在试样保持架中突出过多应人为加压力使其紧贴保持架底部。
8.5保持架需在10分钟内放入试管中，然后立刻向试管内倒入已达到预定温度（23±1 ℃或73.4±1.8 ℉）的
新鲜试剂，试剂液面应高于最顶端试样13 mm（0.5 in.）。 用包有铝箔的塞子塞紧试管，迅速放入已达选定温
度的恒温浴槽中。测试时刻痕不可接触到试管。
注：浴槽的热容量和供热能力应足够高，以保证放入试样后温度降低不超过1℃。
8.6按标示的时间检查试样并记录试样的总破损数目。
8.7通过以下三种方法之一得到试验结果：
8.7.1试样在规定的时间间隔终点时的破损百分数，如24h时破损50%。
8.7.2 试样在达到规定的破损百分数时的时间，单位为小时（h），用f
p
表示，p为试样破坏的百分 数。如f
50
为
10个试样中第5个发生破坏的时间，单位为小时（h）。
8.7.3采用对数—概率坐标绘图法确定试样达到一定破损率时的环境应力开裂时间，单位为小时（h），用F
p
表
示，p为试样破坏的百分数。例如，F
50
为概率图中50%线 计算的破坏时间，单位为小时（h）。

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9. 报告
除了报告失败的样本数量和每个样本“失败”的时间外，还应报告以下细节：
实验报告应包含如下内容：
a） 被测材料的完整标识；
b） 试板的准备方法，指从颗粒还是磨粒挤塑而成；
c） 试剂及浓度；
d） 试验条件（表1）；
e） 测试持续时间，单位为小时；
f） 试样在规定的时间间隔终点 时的破坏百分数，或试样在达到规定的破坏百分数时的时间f
p
（h），或采
用对数— 概率坐标绘图法确定试样达到一定破损率时的环境应力开裂时间F
p
（h）；
g） 测试日期。

10. 相关记录表式 Record Form
JC- YS-2019-023 电化学原始记录表
JC-ZL-0808 仪器设备使用记录表

11. 参考文件Reference
ASTM D1693-15 Standard Test Method for Environmental Stress-Cracking of Ethylene Plastics


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