[实用新型]一种用于检测环境应力开裂指标的应力加载装置

说明书

【技术领域】

本实用新型属于塑料材料力学性能检测领域，特别是提供一种在检测塑料环境应力开裂指标实验中，对测试片施加机械应力的装置。

【背景技术】

塑料是一种重要的有机高分子材料。目前，各种塑料制品已经在日常生活用品、电子、汽车等行业中得到了广泛应用。随着塑料的合成与改性技术的发展，塑料正取代更多的传统材料与金属材料，应用领域也更丰富。但是，在实际应用中，塑料制品必须面对自然的、化学的使用环境，如高低温环境，包括超高温与极低温并存的极端环境；高湿热环境；接触燃油、润滑油、清洗剂、各种涂料色漆的化学环境；以及在紫外线、臭氧，甚至是射线环境中的暴露与接触。此外，除了这些自然的、化学的环境影响外，还时刻受到各种应力的作用。于是，环境与应力共同导致了塑料制品的老化与失效。

据业界统计，塑料制品的损坏，其中25％属于环境应力开裂。

因此，环境应力开裂指标是塑料等高分子材料的一个重要指标——通过环境应力开裂指标可以判别塑料材料的优劣，也可以跟踪塑料制品的使用状态。

“环境应力开裂”(Environmental Stress Cracking，简写为ESC)，是指塑料等高分子材料在有应力存在的状态下，受到化学试剂或恶劣自然环境的作用，而发生降解，进而开裂，最终导致组分损坏的现象。业界研究表明，ESC损坏历程类似于蠕变损坏，包括流体吸收、塑性化、细纹出现、纹裂扩展和最终破坏等几个阶段。塑料ESC过程的典型特征是：脆性断裂，多重开裂，细微裂纹残留，伸展的小纤维，交错带等。总而言之，ESC过程归根结底取决于化学物质在聚合物结构内的扩散，即流体吸收速率，是裂纹扩展和开裂扩大的决定性因素。

此外，塑料等高分子材料在环境与应力协同作用下，除了会发生ESC外，还存在有应力松弛现象。“应力松弛”，是指在固定的温度和形变下，高分子材料内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象——实现同样的形变量，所需的力越来越小。高分子材料的应力松弛的分子机理是：拉伸时张力迅速作用使缠绕的分子链伸长，但这种伸直的构象时不平衡的，由于热运动分子链会重新卷曲，但形变量被固定不变，于是链可能解缠结而转入新的无规卷曲的平衡态，于是应力松弛为零。交联聚合物不能解缠结，因而应力不能松弛到零。

因此，在研究、生产与使用塑料制品的过程中，就需要对这些塑料制品进行环境应力开裂指标的检测与跟踪。为了测定环境应力开裂指标，已有相关文献披露，如GB/T9341-2000、GB/T 11547-2008、CN200820138415.5、CN92108343.2、CN91232995.5等。但是，纵观这些技术与检测装置，可以发现：对于现有检测技术与检测装置，均只采集一个因素——或环境或应力。然而，在真实ESC过程中，环境与应力并存，此外，还包括应力松弛现象。更为显著的是，与单一因素(或环境或应力)相比，环境与应力的复合作用对塑料等高分子材料的破坏作用要严重得多。显然，现有检测技术与装置的检测结果并不科学。因此，我们不能够单一检测环境或应力，而应该是环境与应力的统一检测。

【发明内容】

针对上述现有技术的不足，结合塑料等高分子材料的研究、生产与使用的实际需求，本实用新型提供一种用于检测塑料环境应力开裂指标的应力加载装置，该装置可置于各种环境测试系统中，包括高、低温系统，盐雾系统，紫外线辐照系统，放射性射线辐照系统等，或其任意组合。从而在环境应力开裂指标检测实验中，实现了环境与应力的统一检测，检测结果真实、科学地反映了环境与应力对塑料等材料的协同影响。

为进一步实现上述技术目的，本实用新型提供的用于检测塑料环境应力开裂指标的应力加载装置，包括一测试片放置台，与之垂直设置的压杆，在压杆上装配有压力传感器。测试片放置台上，压杆与测试片接触后，压力传感器将检测并传递压杆与测试片间的作用力。

为进一步实现上述技术目的，还包括有与压力传感器相连接的压力显示记录仪，用于显示和记录压力传感器检测到的压杆与测试片间的作用力及其变化。压力显示记录仪可以实时的观察、记录测试压力数据，可以整理成曲线反应压力变化过程。可以自备存储功能，也可以通过电脑接口，输出数据。

为进一步实现上述技术目的，还包括有一与压杆同轴的Y型压力传递杆及压力传递杆固定架。采用Y型压力传递杆，可以扩大检测范围，使检测到的数据更精准。Y型压力传递杆可以起到固定测试片在测试片放置台的上表面上，并且可以准确的将测试片反弹力传递给压力传感器3。

为进一步实现上述技术目的，包括一E型支架，用于固定所述压杆及所述Y型压力传递杆。