GB 1842-1999 聚乙烯環(huán)境應(yīng)力開裂試驗方法.pdf

; 8 33 1。 0 8 0 . 2 0噶8中 華 人 民 共 和 國 國 家 標 準G B / T 1 8 4 2 -1 9 9 9聚乙烯環(huán)境應(yīng)力開裂試驗方法T e s t me t h o d f o r e n v i r o n me n t a l s t r e s s - c r a c k i n g o f p o l y e t h y l e n e p l a s t i c s1 9 9 9 一 0 8 一 1 0 發(fā)布2 0 0 0 一 0 6 一 0 1 實施國 家 質(zhì) 量 技 術(shù) 監(jiān) 督 局發(fā)布G B / T 1 8 4 2 -1 9 9 9前言本標準等效采用A S T M D1 6 9 3 , 1 9 9 7 乙姍塑料環(huán)境應(yīng)力開裂標準試驗方法 。本標準與AS TM D1 6 9 3 : 1 9 9 7 技術(shù)內(nèi)容基本一致， 主要差異為:1 本標準中規(guī)定了制備試驗用壓塑試片的具體條件。2 試劑采用壬基酚聚氧乙烯醚( TX - 1 0 ) .3 在觀察時間中增加6h , 7h , 1 2 h , 2 0h的觀察點。4 本標準的精密度按G B / T 6 3 7 9 進行計算。本標準與 GB / T 1 8 4 2 -1 9 8 0的主要差異為:1 本標準中規(guī)定了制備試驗用壓塑試片的具體條件。2 增加了一種刻痕深度( 0 . 3 0 - 0 . 4 0 m m) ,3 增加了1 0 0 的試驗條件。4 5 0 時試劑濃度為1 0 % ( V/ V ) ,本標準從生效之日起， 同時代替 G B / T 1 8 4 2 -1 9 8 0 0本標準的附錄A是標準的附錄。本標準的附錄 B是提示的附錄。本標準由中國石油化工集團公司提出。本標準由全國塑料標準化技術(shù)委員會石化塑料樹脂產(chǎn)品分會( T C 1 5 / S C 1 ) 歸口。本標準起草單位: 中國石油化工集團公司北京化工研究院。本標準主要起草人: 者東梅、 李生德、 杭抓。本標準于 1 9 8 0 年首次發(fā)布， 本次為第一次修訂。標準分享網(wǎng) w w w .b z f x w .c o m 免費下載w w w . b z f x w . c o m中 華 人 民 共 和 國 國 家 標 準聚 乙烯環(huán)境應(yīng)力開裂試驗方法GB / T 1 8 4 2 -1 9 9 9A S T M D1 6 9 3: 1 9 9 7Te s t m e t h o d f o r e n v i r o n me n t a l s t r e s s - c r a c k i n g o f p o l y e t h y l e n e p l a s t i c s代替GB / T 1 8 4 2 -1 9 8 0范 圍 本標準規(guī)定 了聚乙烯 環(huán)境 應(yīng)力開裂 的試 驗方法 。 本標準適用于測定聚乙烯均聚物以及其他 1 - 烯烴單體含量少于 5 0 % ( m / m) 和帶官能團的非烯烴單體含量不多于 3 % ( m/ m) 的共聚物在規(guī)定條件下耐環(huán)境應(yīng)力開裂的能力。2 引用標準 下列標準所包含的條文， 通過在本標準中引用而構(gòu)成為本標準的條文。本標準出版時， 所示版本均為有效。所有標準都會被修訂， 使用本標準的各方應(yīng)探討使用下列標準最新版本的可能性。 G B / T 2 0 3 5 -1 9 9 6 塑料術(shù)語及其定義 G B / T 2 9 1 8 -1 9 9 8 塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標準環(huán)境 G B / T 6 3 7 9 -1 9 8 6 測試方法的精密度通過實驗室間試驗確定標準測試方法的重復性和再現(xiàn)性 G B / T 9 3 5 2 -1 9 8 8 熱塑性塑料壓塑試樣的制備3 定義 本標準中使用如下定義。3 . 1 應(yīng) 力 開 裂 s t r e s s c r a c k 由低于塑料短時機械強度的各種應(yīng)力引起的塑料內(nèi)部或外部的開裂。 這類開裂常常受塑料所處環(huán)境的影響而加速發(fā)展。存在于外部或內(nèi)部的應(yīng)力或兩種應(yīng)力的共同作用可以引起開裂。由細小裂紋構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的開裂又稱為龜裂。3 . 2 應(yīng)力開裂 破損 s t r e s s c r a c k f a i l u r e 本試驗中凡能用眼睛觀察到的裂紋均可認為是應(yīng)力開裂破損， 簡稱試樣破損 刻痕的延伸不應(yīng)視為試樣破損。 裂紋通常始于刻痕并與刻痕成近 9 0 0 角方向向外圍發(fā)展。有時裂紋在試樣內(nèi)部發(fā)展形成表面塌陷。若塌陷最終發(fā)展成表面裂紋， 則應(yīng)將塌陷時間記為試樣破損時間。3 . 3環(huán) 境 應(yīng) 力 開 裂時 間F so t i m e o f e n v i r o n m e n t a l s t r e s s c r a c k F s o 試樣在某種介質(zhì)中破損幾率為百分之五十的時間。4方法提要把表面帶有刻痕 的試樣 彎曲并置人表面活性劑 的介質(zhì) 中， 觀察試樣發(fā)生 開裂的時間并計算破損幾率國家質(zhì)f技術(shù)監(jiān)份局 1 9 9 9 一 0 8 一 1 0批準2 0 0 0一 0 6 一0 1實施 1w w w . b z f x w . c o mGB/ T 1 8 4 2 -1 9 9 95 意義及用途5 . 1 作用在試樣上的應(yīng)力及試樣的熱歷史影響材料的環(huán)境應(yīng)力開裂性能。 試樣表面刻痕使材料局部產(chǎn)生較大的多軸應(yīng)力。標準規(guī)定的條件有利于材料的環(huán)境應(yīng)力開裂。5 . 2由本方法獲得的信息不可直接用于實際工程問題。6試驗裝It6 . 1 試樣尺寸及試驗儀器: 見圖1 ,iJ 試樣試樣保持架儀器組合 A 一試樣長度， 3 8 mm士2 . 5 m m; B一試樣寬度， 1 3 mm士0 . 8 mm; C 一試樣厚度( 見表2 ) ; D 一刻痕深度( 見表2 ) ; E 一試樣保持架長度， 1 6 5 m m; F 一試樣保持架寬度 內(nèi)槽寬度， 1 2 . 0 0 mm士。 . 0 5 m m; 外槽寬度， 1 6 m m; G 一試樣 保持架高度， 1 0 m m; H-1 5 m m, I 一試樣保持架壁厚, 2 mm; J 一孔徑. 5 mm; K一相鄰孔間圓心距， 1 5 mm 圖 1 試驗儀器圖6 . 2沖模 : 矩形 刀具 ， 能切出切 口平整、 不帶斜棱 的試樣 。6 . 3 刻痕刀架: 見圖2 ， 能按照刻痕要求在試樣上進行刻痕。 刻痕應(yīng)與試樣的長度方向平行并位于表面的中心部位 。刀片每正常使用 3 0次后應(yīng)予以檢查 ， 刀刃一旦變鈍或磨損就應(yīng)及時更換 。每把刀片刻痕次數(shù)不應(yīng)超過 1 0 0次。 A一刀刃高度， 3 mm; B 一刀刃寬度， 1 8 . 9 1 9 . 2 mm; C一半徑， 鎮(zhèn)1 . 5 mm 圖 2 刻痕 刀架6 . 4 試樣保持架: 不銹鋼、 黃銅或黃銅鍍鉻長槽， 其尺寸見圖1 。 長槽的兩側(cè)面應(yīng)相互平行， 并與槽底面成直角。槽內(nèi)表面應(yīng)光滑。6 . 5 試管: 硬質(zhì)玻璃試管并配有塞子， 長度大于 2 0 0 mm， 內(nèi)徑 3 0. 3 2 m m.標準分享網(wǎng) w w w .b z f x w .c o m 免費下載w w w . b z f x w . c o mGB/ T 1 8 4 2 - 1 9 9 96 . 6 鋁箱: 厚度 0 . 0 8 -0 . 1 3 mm， 用以包縛塞子。6 . 7 恒溫浴槽: 能保證恒溫浴溫度為 5 0 士。 . S C及 1 0 0 士0 . 5 C6 . 8 試管架: 放置試管的支架。6 . 9 試樣彎曲裝置: 見圖 36 . 1 0 試樣轉(zhuǎn)移工具: 見圖 4 前 夾具妙 、. 盯導 桿圖 3 試樣彎曲裝置x =1 0 . s mm 士0 . s -圖4 試樣轉(zhuǎn)移工具7試 荊 本標準采用壬基酚聚氧乙 烯醚( T X - 1 0 1 或其1 0 %( V / V ) 水溶液作為試劑。 T X - 1 0 試劑放置時間較長時可進行紅外分析， 若觀察到撥基峰的存在， 則認為試劑已降解 注 1 ; 壬基 酚聚權(quán) 乙烯 醚( T X - 1 0 ) 也 稱 O P - 1 0 或 O n - 1 0 . 其分 子式為 C , H ( C , H) 毛O C H ;C H , 于O H 注 2 主 基酚 聚氧 乙烯 酸應(yīng) 貯存在 密閉 的金屬 或玻璃 容器 中以避 免其 吸濕 配制試劑水溶液時， 應(yīng)將混合液加熱到 6 0 C左右， 連續(xù)攪拌 1 h 配制好的試劑水溶液應(yīng)在一個星期內(nèi)使用 并只能使用一次， 不得重復使用， 如有特殊需要也可采用其他表面活性劑、 皂類及任何不使試樣發(fā)生顯著溶脹的有機試劑作為試劑。8 試樣制備8 . 1 試片制備; 按GB / T 9 3 5 2規(guī)定采用單功位壓機和溢料式模具制備壓塑試片， 模塑條件見表1試片采用說 明1 1 A S T M D 1 6 9 3 , 1 9 9 7 采用 試荊 為 l g e p e l C 0 6 3 0 .w w w . b z f x w . c o mGB / T 1 8 4 2 -1 9 9 9厚度如下: 密度小于等于9 2 5 k g / m 的聚乙烯試片厚度為3 . 0 0 - 3 . 3 0 m m, 密度大于9 2 5 k g / m ， 的為1 . 7 5 -2 . 0 0 m m 1 ,8 . 2 試樣制備: 壓制好的試片于2 4 h內(nèi)， 在距試片邊緣大于1 0 mm的位置內(nèi)切取矩形試樣。 表 1 試 片模塑條件熱壓冷壓模塑溫度 C預(yù)熱熱壓平均冷卻速率 C / m i n壓力M Fa脫 模 溫 度 壓 力M Fam in壓 力M Y妞alt N7m in1 8 0接 觸555 士11 55( 4 09 試樣狀態(tài)調(diào)節(jié) 除非特別指出， 試樣應(yīng)按照G B / T 2 9 1 8規(guī)定， 在溫度 2 3 C士2 C、 相對濕度 5 0 %士5 %條件下狀態(tài)調(diào)節(jié)至少 4 o h ， 但最多不超過 9 6 h 。試樣刻痕、 彎曲后應(yīng)立即開始試驗。1 0 試驗步辣1 0 . 1 本方法的 試驗條件見表2 。 密度小于等于9 2 5 k g / m .， 的聚乙 烯選擇條件A ， 密度大于9 2 5 k g / m 的選擇條件 B 。對于部分密度大于 9 4 0 k g / m， 的聚乙烯材料也可選擇條件C ,1 0 . 2 對試樣進行刻痕， 刻痕深度符合表 2 要求。 表 2環(huán)境應(yīng)力開裂試驗條件條件試樣厚度 幻l m刻 痕 深 度 n 、n 】恒 溫 浴 溫 度 C試 劑 濃 度% ( V/ V)A3 .0 0- 3 .3 00 . 5 0- 0 . 6 55 01 0B1 . 7 5 -2 . 0 00 . 3 0 - 0 . 4 05 01 0C1 . 7 5 2 . 0 00 . 3 0- 0 . 4 01 0 01 0 01 0 . 3 將 1 0個刻痕 面向上 的試樣放在試樣 彎曲裝置上， 在臺鉗 、 平板壓床或其他適 當?shù)墓ぞ?上合攏彎曲裝置， 整個操作過程在3 0 s內(nèi)完成。 用試樣轉(zhuǎn)移工具把已彎曲好的試樣轉(zhuǎn)移到試樣保持架中， 并使試樣兩端緊貼試樣保持架底部。1 0 . 4 試樣保持架需在 1 0 m i n內(nèi)放人已盛有預(yù)熱到規(guī)定溫度試劑的試管內(nèi)， 試荊液面應(yīng)高于保持架約1 0 mm。 用包有鋁箱的塞子塞緊試管， 迅速放人已達溫度要求的恒溫浴槽中， 并開始計時。 在操作過程中刻痕不應(yīng)與試管壁接觸。1 0 . 5 按下列 觀察時間檢查試樣并記錄試樣破損數(shù) 目及相應(yīng)的破損 時間。 0 . 1 h, 0 . 2 5 h, 0 . 5 h, 1 . 0 h, l . 5 h, 2 h, 3 h, 4 h, 5 h, 6 h, 7 h, 8 h , 1 2 h, 1 6 h , 2 0 h, 2 4 h, 3 2 h , 4 0 h,4 8 h l l , 4 8 h以后， 每2 4 h觀察一次。1 0 . 6 采用對數(shù)一 概率坐標作圖法確定試樣環(huán)境應(yīng)力開裂時間F s . 。具體方法見附錄A,1 1 試樣數(shù)目 檢驗時， 試樣數(shù) 目至少為1 0個。 采 用 說 明 : 1 本標準規(guī)定的試片制備條件. 與 IS O 1 8 7 2 - 2 : 1 9 9 7 相同. 2 與A S T M D 1 6 9 3 . 1 9 9 7 相比， 本標準增加T 6 h , 7 h , 1 2 h , 2 0 h的觀察時間。 4標準分享網(wǎng) w w w .b z f x w .c o m 免費下載w w w . b z f x w . c o mG B / T 1 8 4 2 -1 9 9 91 2精密度1 2 . 1 本標準給出了3 種聚乙烯材料在1 0 個實驗室測定的精密度， 見表3 每種聚乙烯在同 一 實驗室壓塑試片， 在不同實驗室沖切試樣、 刻痕及試驗。每種材料進行2 組平行試驗。 注 3 : 本方法的精密度按 G B / T 6 3 7 9進行計算， 用， 和R表征。表 3中的數(shù)據(jù)只是有限的試驗的結(jié)果. ) R 不能硬蓋 所有材料、 批號、 試驗條件及實驗室， 因此， 嚴格地說. 不能將其視為判別接收或拒收的依據(jù)。1 2 . 2 對于某種特定的聚乙烯， 應(yīng)通過足夠多的數(shù)據(jù)確定重現(xiàn)性( r ) 和再現(xiàn)性( R ) 。該類產(chǎn)品再進行試驗時， 若2個試驗結(jié)果之差大于r 或R， 則認為 2 個測試結(jié)果不一致。該判定方法的置信概率為9 5 %, 表 3 部分聚乙烯材料環(huán)境應(yīng)力開裂試驗的精密度材 料密度， k g / m試 驗 條 件F , 。 平均值， hSS RR1 號9 2 1A4 . 80 . 21 . 20 . 63 . 42 號9 5 1B5 . 40 . 51 . 51 . 44 . 23 號9 4 55 8 2 . 65 4 . 59 5 . 51 5 2 . 62 6 7 . 4注1 S , =實驗室內(nèi)平均值的標準偏差。Z S R =實驗室間平均值的標準偏差3 重現(xiàn)性r =2 . 8 XS4 再現(xiàn)性R=2 . 8 XS n1 3 試驗報告 試驗報告應(yīng)包括以下 內(nèi)容 : a ) 材料的完整標識， 如名稱、 編號及送樣單位等; b )試 劑名稱 及濃度; c )試樣數(shù)目; d ) 試驗條件; e )試樣破損時 間及破損幾率 ; f ) 試樣環(huán)境應(yīng)力開裂時間F S 。 ( h ) ; 9 )試驗日期及檢驗人員。采 用 說 明 :1 AS TM D1 6 9 3 ; 1 9 9 7的精密度見附錄Bw w w . b z f x w . c o mGB/ T 1 8 4 2 -1 9 9 9 附錄A ( 標準 的附錄)確定環(huán)境應(yīng)力開裂時間F e a 的作圈方法A 1 本方法采用對數(shù)一 概率坐標作圖法確定聚乙烯環(huán)境應(yīng)力開裂時間F s o 。 作圖時， 以時間( h ) 的對數(shù)為縱坐標 ， 以試樣破損幾 率 人 ( %) 取概率為橫坐標。無 按式( All計算:f=+ 1X 1 0 0. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 一(A1)式 中: f= 試樣破損 幾率， %;試樣 總數(shù);試樣破損 數(shù) 目。A 2 作圖步驟A 2 . 1 計算每一破損試樣的人， 也可將上述兒 值及對應(yīng)的破損時間制成表格， 實例見表 A 1A 2 . 2 根據(jù)上述數(shù)據(jù)在對數(shù)一 概率坐標紙上標記點， 作圖實例見圖A1 。每一破損試樣都應(yīng)與圖中一點對應(yīng) 。 通 過上述各點作一條 最佳 的擬合直線 ， 直線與 5 0 %概率線交點所對應(yīng)的時間 ， 即為環(huán)境應(yīng)力開裂時間F 5 0 .A 3 通常1 0 個試樣對應(yīng)圖上 1 0 個坐標點。 偶爾會有個別試樣作廢， 概率坐標間隔可能會發(fā)生改變， 但作圖程序不變。A 4 在使用本標準及作圖方法時， 偶爾會出現(xiàn)個別反常試樣而降低了試驗的可靠性， 在這種情況下， 應(yīng)進行分析 。表 A1 計算實例標準分享網(wǎng) w w w .b z f x w .c o m 免費下載w w w . b z f x w . c o mG B / T 1 8 4 2