塑料件与金属件耐腐蚀性测试的试验参数差异分析

塑料与金属是工业领域应用最广泛的两类材料，前者因轻质、易成型常用于汽车内饰、电子外壳，后者因高强度、导电性适用于结构件、五金制品。两者耐腐蚀性直接影响产品寿命，但腐蚀机制存在本质差异——金属以电化学腐蚀为主，塑料则以化学降解或物理溶胀为主，这导致耐腐蚀性测试的试验参数需针对性设计。本文聚焦腐蚀介质、温度、时间、应力、评价指标及试样制备六大关键参数，分析塑料件与金属件测试的差异，为企业制定科学测试方案提供参考。

腐蚀介质选择：从电解质溶液到有机溶剂的转向

金属的腐蚀核心是电化学反应，需电解质溶液作为离子传输介质，因此试验介质多为含氯离子、氢离子的水溶液。以汽车镀锌钢板为例，其盐雾试验按GB/T 10125-2012采用5%氯化钠溶液，模拟沿海环境的湿度与盐分；若为不锈钢件，需用醋酸盐雾（CASS）试验，以加速评估钝化膜的耐蚀性。

塑料的腐蚀则以化学降解或物理溶胀为主，介质需匹配其应用场景中的接触物。例如汽车内饰的ABS塑料件，若接触汽油，需按GB/T 1842-2008在25℃下浸泡于90号汽油中1000小时，评估溶胀率（体积变化≤5%为合格）；而家电外壳的PP塑料件，若接触清洁剂（含表面活性剂），需在40℃下浸泡500小时，检查表面是否出现裂纹。

试验温度控制：金属的“加速”与塑料的“限温”

温度对金属腐蚀的影响呈线性关系——温度升高会加快电化学反应速率，降低溶液粘度，促进离子扩散。因此金属盐雾试验的标准温度多为35℃（如GB/T 2423.17），若需加速测试，可提高至50℃，但需注意过高温度会导致溶液蒸发过快，影响试验稳定性。

塑料的温度控制需规避热变形风险。塑料的玻璃化转变温度（Tg）是关键阈值——当温度超过Tg，非晶态塑料会从硬脆态转为高弹态，导致试样变形。例如PVC塑料的Tg约80℃，其耐酸试验需控制温度在60℃以下；PE塑料的Tg约-70℃，可在80℃下进行热水浸泡试验，但需确保试样无明显翘曲。

试验时间设定：金属的“短周期”与塑料的“长跨度”

金属的电化学腐蚀速率快，试验时间通常以“小时”为单位。例如建筑用铝合金型材的盐雾试验，按GB 5237.2要求需连续喷雾168小时（7天），观察是否出现点蚀；汽车发动机铸铁件需在10%硫酸溶液中浸泡24小时，评估腐蚀速率（g/m²·h）。

塑料的腐蚀是渐进式老化过程，需长期测试才能显现性能变化。例如市政排水用HDPE管材，其耐老化试验按GB/T 18252需在80℃热水中浸泡1000小时，检测拉伸屈服强度保留率（≥80%为合格）；电子设备的PBT塑料外壳需在100℃热空气中老化2000小时，评估冲击强度下降率（≤20%）。部分塑料件的测试时间甚至长达5000小时，以模拟10年以上的使用场景。

应力条件施加：金属的“电化学-应力耦合”与塑料的“环境-应力开裂”

金属的应力腐蚀开裂（SCC）是电化学腐蚀与拉应力共同作用的结果，试验需施加恒定拉伸应力或慢应变速率。例如不锈钢的SCC试验按GB/T 15970.7采用慢应变速率拉伸（速率0.001~0.01mm/min），在沸腾的42%硫酸镁溶液中进行，观察断裂时间。

塑料的环境应力开裂（ESC）则是应力、化学介质与材料结构共同作用的结果，试验需施加低水平弯曲或拉伸应力。例如PET塑料瓶的ESC试验，需将试样弯曲成U型（应力约10MPa），浸泡于25℃乙醛溶液中，观察开裂时间（≥500小时为合格）。塑料的应力水平通常为屈服强度的10%~30%，避免因应力过高直接导致断裂。

评价指标选取：从“电化学参数”到“物理性能”的转变

金属的评价指标以电化学特性和外观损伤为主：

一是重量变化，通过失重率（腐蚀前后重量差/原始重量×100%）评估腐蚀速率，如镀锌钢板的失重率≤0.5g/m²·h为合格；

二是电化学测试，用极化曲线分析钝化膜的稳定性，如不锈钢的钝化膜破裂电位越高，耐腐蚀性越好；

三是外观，观察锈层面积、点蚀深度，如汽车钢板的白锈面积≤5%为合格。

塑料的评价指标以物理性能保留率和外观变化为主：

一是尺寸变化，如ABS塑料浸泡汽油后的溶胀率≤3%；

二是力学性能，如PP塑料老化后的拉伸强度保留率≥70%；

三是外观，检查裂纹、变色，如家电PC塑料件老化后不允许出现长度＞1mm的裂纹。部分高端塑料件还需测试分子量变化，评估降解程度。

试样制备：金属的“表面一致性”与塑料的“内应力控制”

金属试样需保证表面状态一致，以减少测试误差。步骤包括：用120~800目砂纸逐级打磨去除氧化层，用丙酮超声清洗10分钟除油，在60℃烘箱中干燥2小时后称重。例如铝合金试样，若表面有氧化膜，需用铬酸溶液去除，确保测试时电化学反应一致。

塑料试样的关键是消除内应力——注塑或挤出过程中，塑料分子链取向会产生内应力，加速环境应力开裂。因此需进行退火处理：将试样置于Tg以下10~20℃的烘箱中保温2~4小时，缓慢冷却至室温。例如PA66塑料试样需在100℃下退火3小时，消除注塑内应力；吹塑制品（如塑料瓶）需控制吹塑压力和冷却时间，避免壁厚不均导致的应力集中。

此外，塑料试样需避开熔接线（注塑时熔体汇合处），因熔接线是薄弱环节，易先开裂。