PE100 管材的慢速裂紋增長引發(fā)的破壞時間很長, 通常在 50 年以后, 國際標(biāo)準(zhǔn)的 ESCR 評價材料抗 SCG 方法都非常耗時, 少則幾月, 多則一兩年。聚乙烯管材慢速裂紋擴(kuò)展引起的材料失效是通過局部破壞區(qū)來引發(fā)的 。

裂紋擴(kuò)展通常要經(jīng)歷銀紋引發(fā)、增長和破壞, 銀紋的局部發(fā)展過程和材料單軸拉伸測試形 過程非常相似。因此可以利用拉伸測試過程參數(shù)快速評價 PE100 抗 SCG 性能。從材料開始發(fā)生塑性形變屈服到細(xì)頸段的平臺區(qū)所對應(yīng)的應(yīng)變值即為成頸寬度。

研究發(fā)現(xiàn)成頸寬度與凝聚態(tài)中 tie 鏈含量密切相關(guān):如果 tie 鏈含量越高, 晶片的剪切變形就越均勻, 曲線越平滑, 成頸寬度也就越大;反之 tie 鏈含量越低, 屈服峰越尖, 成頸寬度越小。自然拉伸比( λn) 是指材料在屈服應(yīng)力作用下拉伸到應(yīng)變硬化段的伸長倍數(shù)。

如果連接非晶區(qū)的 tie 鏈和纏結(jié)點(diǎn)密度越高, 晶片取向時滑移距離越小, 自然拉伸比也越小; 反之, 若晶片間連接點(diǎn)少, 晶片在剪切取向時, 滑移距離大, 自然拉伸比也會隨之增加 。

在應(yīng)變硬化段中, tie 鏈含量越高, 銀紋就越穩(wěn)定, 當(dāng)非晶區(qū)的 tie 鏈以及纏結(jié)點(diǎn)不能繼續(xù)承受加載的應(yīng)力時, 銀紋發(fā)展演變成裂紋, .終導(dǎo)致材料破壞 。