[科普中国]-溶剂开裂

溶剂开裂（solvent cracking）是指材料置于侵蚀性液体环境中时，在受应力固体中所产生的开裂现象。由于环境的作用，使产生开裂所需的应力减小，通常存在一个产生开裂所需要的最小应力值。有时，溶剂开裂特指聚乙烯或聚丙烯露置于洗涤剂或油中受三轴应力而非单轴应力时所产生的开裂现象。1

简介化学介质对聚合物的侵蚀作用，除了溶胀和溶解两种形式之外，还有另外两种与应力有关的破坏形式，即环境应力开裂和溶剂应力开裂。

环境应力开裂，是指塑料制品在应力与非溶剂性活性介质的共同作用下导致的制品表面开裂现象。制品所受应力有来自于制品成型过程中不可避免的残余应力、热应力，金属嵌件在界面造成的应力和外部应力，也可能兼而有之。这里所说的应力均指拉伸应力，但却是远低于正常(短期)破坏应力值的应力。而活性介质是非溶剂性的，也就是与无载试样接触时并不产生明显的溶胀效应的试剂，如一些表面活性剂(润湿剂、洗涤剂、肥皂液)和其他一些有机液体，也有可能是气体甚至固体。一些环境因素，如太阳光和工业气体也可能成为导致制品开裂的活性介质，因此也称之为环境介质。

溶剂应力开裂是指塑料制品在一定的应力下，由溶剂造成的应力开裂，即便这些溶剂对未受应力作用的聚合物没有影响，或者只是在塑料表面层引起溶胀，也会发生这种应力开裂现象。

机理分析PC材料分子中的极性基团及其表面吸附作用导致PC有明显的吸水性，使其制品容易产生银纹或应力开裂 所以注塑成型时，要先将颗粒原料烘干

含有水分的PC在受热时，分子主链上的酯键容易发生水解反应使分子链断裂，相对分子质量降低以及力学性能下降，尤其是冲击强度的劣化，使制品的抗开裂能力明显下降。

有机高分子材料与溶剂介质相接触时，溶剂分子进入大分子之间就有了增塑作用。使得大分子链易于相对滑移，材料强度下降，在较低的应力作用下发生应力开裂，这种开裂之前产生的裂纹不多，称之为溶剂开裂。

开裂现象发生开裂现象是制品在应力作用下发生过度形变的结果，除了化学介质的类型、应力作用的时间、应力大小和温度等因素之外，聚合物的性质和结构缺陷是重要的内在因素。能产生应力开裂的试剂随塑料种类不同而异。环境应力开裂多发生于部分结晶的聚合物，如PE、PP等烯烃塑料，尤其是PE，对环境应力开裂极为敏感。对PE容器来说，耐环境应力开裂性能是评价其长期使用寿命的最重要的指标之一。不同密度、不同牌号的PE因结构不同，相对分子质量和相对分子质量分布不同，耐环境应力开裂性可能有较大的差异，选择时应根据应用要求来确定，必要时应对PE材质进行改性。

溶剂开裂在结晶和无定形聚合物中均能发生，不过经常发生于无定形聚合物。通常分子问作用力较弱，链呈刚性的聚合物比较容易发生开裂。可能因溶剂作用发生开裂的聚合物有PS、PC、PMMA、硬质PVC、PPO、PSF等。Ps性脆，是最易发生溶剂开裂的塑料品种之一。一些燃料和合成油类、增塑剂、醇类、大部分的植物油及芳香油都有使PS受侵蚀、发生部分应力开裂的趋势。2

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学