一种检测耐应力开裂性的方法与流程

本发明涉及材料的耐应力开裂性检测
技术领域：
，尤其涉及一种检测耐应力开裂性的方法。
背景技术：
：聚乙烯是五大通用塑料之一，是一种高结晶度的热塑性聚合物，其物理机械性能优异，同时具有良好的耐热、耐寒及化学稳定性，适用注塑、吹塑、滚塑等多种成型工艺，但是其耐应力开裂性能比较差，而耐应力开裂性能是实际生产研究中需要关注的重要性能之一。耐环境应力开裂测试是评价高分子材料及制品性能非常重要的一类试验方法。一般认为，环境应力开裂是指材料在环境因素和应力因素2种条件同时作用下发生的一种破坏行为，其特征包括：①环境与应力同时存在；②应力值远低于材料发生短时破坏时的机械强度，③应力可以是内应力、外应力，也可以是内外应力同时作用；④环境与材料不发生明显的化学反应；两者之间通常是单纯的物理变化。聚乙烯耐环境应力开裂性能(escr)的测试方法包括切口恒载拉伸法、弯曲试件法、全切口蠕变试验法、球或销压法、吹塑容器法和基于压痕实验的测试方法，这些测试方法均存在测试时间长、测试结果不准确等问题。而相关技术中的基于压痕实验的escr测试方法虽然测试结果具有较高精度，但设备比较专业性，不能实现大众化和工厂化，操作复杂，测试周期长，不利于研发人员设计配方。所以需要一种大众化的检测方法和设备来快速检测聚乙烯的耐应力开裂性能。技术实现要素：本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种检测耐应力开裂性的方法，能够快速判断聚乙烯的耐应力开裂性能的差异，且不需另外设计专用设备。本发明所采取的技术方案是：一种检测耐应力开裂性的方法，包括如下步骤：在注塑样品中打入尖头状的硬物，且注塑样品不产生裂纹；然后浸泡于腐蚀液中，观察记录开裂情况，根据开裂时间评价注塑样品的耐应力开裂性。根据本发明的一种检测耐应力开裂性的方法，至少具有如下有益效果：本发明通过在注塑样品中简单地打入尖头状的硬物，使样品释放内应力点，样品的内应力集中在螺丝的打入点，在腐蚀液作用下可快速在内应力集中处产生开裂，因此可以根据开裂时间的快慢，快速地判断样品的耐应力开裂性。而且，在检测过程中并不需要特定的设备，可直接采用常见的工具和腐蚀液，容易实现大众化，操作简单易懂。在本发明的一些实施方式中，所述尖头状的硬物包括自攻螺丝、尖头钉子、楔子中的任意一种。在本发明的一些实施方式中，所述尖头状的硬物为自攻螺丝。自攻螺丝可通过螺丝刀缓慢打入样品中，对样品的冲击力较小，可避免打入时注塑样品开裂。在本发明的一些实施方式中，在注塑样品中打入尖头状的硬物具体为，在注塑样品的远水口端的顶针位置打入尖头状的硬物。水口为注塑工艺中热化液态材料流动的进出口，顶针为注塑工艺中将注塑产品从模具上分离下来的机构，注塑样品远水口端的顶针位置存在内应力，在该位置打入尖头状的硬物可使内应力更快速地集中，后续能够更快速地产生开裂。在本发明的一些实施方式中，所述腐蚀液作为环境试剂，用于模拟环境因素，包括洗涤剂、有机溶剂、润滑剂、酸、碱、污水、海水中的任意一种或两种。在本发明的一些实施方式中，所述洗涤剂包括烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧代乙烯(9)壬基苯基醚中的任意一种或多种，优选烷基酚聚氧乙烯醚，如辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚。在本发明的一些实施方式中，所述有机溶剂包括醇类、醚类、酯类溶剂。在本发明的一些实施方式中，所述润滑剂包括矿物油、合成油、动植物油中的任意一种或多种。在本发明的一些实施方式中，所述酸可选有机酸或无机酸，例如醋酸、甲酸、盐酸、硫酸及其水溶液等，但不限于此；所述碱可选有机碱或无机碱，如甲醇钠、乙醇钾、叔丁醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水及其水溶液等，但不限于此。在本发明的一些实施方式中，所述浸泡的温度为50～85℃。在本发明的一些实施方式中，所述浸泡在恒温中进行。在本发明的一些实施方式中，所述浸泡可在水浴锅中进行。在本发明的一些实施方式中，所述检测耐应力开裂性的方法采用的设备包括水浴锅、烧杯、螺丝刀、自攻螺丝、镊子。其中水浴锅用于控制浸泡的温度，烧杯用于盛腐蚀液，螺丝刀用于将自攻螺丝打入样品中，镊子用于取样品。这些设备均为实验室容易获取的设备，设备相对简单，容易实现，操作简单，使得检测方法容易大众化。在本发明的一些实施方式中，所述水浴锅为数显恒温水浴锅。恒温水浴锅可以精确设置温度，使浸泡可以在恒定的温度下进行；常见的数显恒温水浴锅设置有多个水槽，可以多个样品同时测试，水槽外部有水位线显示，可以及时加水，避免干烧，有水浴锅盖，可以进行保温保湿。在本发明的一些实施方式中，所述注塑样品为塑料样品。在本发明的一些实施方式中，所述塑料样品包括聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、醋酸纤维中的任意一种。相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明通过在样品中简单地打入尖头状的硬物，使样品释放内应力点，样品的内应力集中在螺丝的打入点，在腐蚀液作用下可快速在内应力集中处产生开裂，因此可以根据开裂时间的快慢，快速地判断样品的耐应力开裂性，测试周期短。在检测过程中，所使用的尖头状的硬物可采用常见的自攻螺丝等工具，而浸泡可采用实验室常用的水浴锅，使用的腐蚀液也是常见的试剂，设备相对简单，容易实现大众化，操作简单易懂，可做横向对比，方便研发人员设计配方。附图说明图1为本发明检测耐应力开裂性中使用到的设备组合。图2为聚乙烯样条在烷基酚聚氧乙烯醚中浸泡前(左图)后(右图)的开裂情况对比。具体实施方式本发明提供一种检测耐应力开裂性的方法，检测过程中所需设备和试剂如图1所示，包括数显恒温水浴锅、烧杯、电动螺丝刀(也可以采用手动螺丝刀)、自攻螺丝、镊子、辛基酚聚氧乙烯醚(腐蚀液)等。其中，数显恒温水浴锅为控温范围5～100℃，控制精度为±0.5℃的水浴锅，包含有4～8个水槽，每个水槽宽度为直径20cm，水槽外部有水位线显示，水浴锅带外罩。烧杯采用普通500ml实验室烧杯，用于盛烷基酚聚氧乙烯醚。电动螺丝刀为额定电压12～36v的充电型家用电动螺丝刀，可正转和反转。自攻螺丝的规格型号为m3*10的十字圆头自攻螺丝。本发明的检测耐应力开裂性的方法包括如下步骤：使用电动螺丝刀在注塑好的样品的远水口端的顶针位置(有内应力)打入一颗自攻螺丝，使其释放内应力点，且样品不产生裂纹。在烧杯中加入辛基酚聚氧乙烯醚，然后将样品的打有自攻螺丝的一端浸泡于辛基酚聚氧乙烯醚中。将烧杯放在水浴锅中，盖上水浴锅盖子，设置50～85℃进行恒温。每次放入3根样品，及时观察开裂情况，3根样品全部开裂则停止测试，根据开裂时间评价样品的耐应力开裂性。以下结合具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。以下实施例中，如无特殊说明，所用原料均为本领域的常用原料，生产制备的具体工艺条件均为本领域的常规技术。实施例1取市售的普通hdpe和耐应力型hdpe各3kg，在相同注塑工艺下分别注塑样条。使用注塑好的样条，在远水口端的顶针位置打入一颗自攻螺丝，使其释放内应力点，将有打螺丝的样条一端浸泡在盛有辛基酚聚氧乙烯醚烧杯中，放在水浴锅中，盖上水浴锅盖子，设置50℃进行恒温。每次每种材料各放入3根样条，及时观察开裂情况，3根样条全部开裂则停止测试。实施例2取市售的普通hdpe和耐应力型hdpe各3kg，在相同注塑工艺下分别注塑样条。使用注塑好的样条，在远水口端的顶针位置打入一颗自攻螺丝，使其释放内应力点，将有打螺丝的样条一端浸泡在盛有辛基酚聚氧乙烯醚烧杯中，放在水浴锅中，盖上水浴锅盖子，设置70℃进行恒温。每次每种材料各放入3根样条，及时观察开裂情况，3根样条全部开裂则停止测试。实施例3取市售的普通hdpe和耐应力型hdpe各3kg，在相同注塑工艺下分别注塑样条。使用实施例3的注塑好的样条，在远水口端的顶针位置打入一颗自攻螺丝，使其释放内应力点，将有打螺丝的样条一端浸泡在盛有辛基酚聚氧乙烯醚烧杯中，放在水浴锅中，盖上水浴锅盖子，设置85℃进行恒温。每次每种材料各放入3根样条，及时观察开裂情况，3根样条全部开裂则停止测试。对比例1取市售的普通hdpe和耐应力型hdpe各3kg，在相同注塑工艺下分别注塑样条。使用注塑好的样条，在远水口端的顶针位置打入一颗自攻螺丝，使其释放内应力点，将有打螺丝的样条一端浸泡在盛有纯水烧杯中，放在水浴锅中，盖上水浴锅盖子，设置70℃进行恒温。每次每种材料各放入3根样条，及时观察开裂情况，3根样条全部开裂则停止测试。对比例2取市售的普通hdpe和耐应力型hdpe各3kg，在相同注塑工艺下分别注塑样条。使用注塑好的样条，浸泡在盛有辛基酚聚氧乙烯醚烧杯中，放在水浴锅中，盖上水浴锅盖子，设置70℃进行恒温。每次每种材料各放入3根样条，及时观察开裂情况，3根样条全部开裂则停止测试。观察实施例1～3和对比例1～2样条的开裂情况，结果如下表1所示。表1开裂情况对比普通hdpe耐应力型hdpe实施例115h＞336h实施例25h250h实施例31.5h110h对比例1＞336h＞336h对比例2＞336h＞336h由表1可知，使用本发明的检测方法可以快速的对比不同hdpe的开裂性能，而且浸泡温度越高，开裂越快，裂口光滑，如图2所示的实施例3的普通hdpe在浸泡前后的开裂情况。如果用纯水替代辛基酚聚氧乙烯醚，样条不出现开裂，所以没有对比作用；而样条不打螺丝，样条也不会产生开裂。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12