Wird ein Kunststoff an der Luft unterhalb seiner Streckgrenze mechanisch belastet, so können nach einem Zeitraum, der sehr lang sein kann, Spannungsrisse auftreten. Ursache können innere oder äußere Spannungen sein oder eine Kombination von beiden. Die gleichzeitige Beanspruchung durch ein chemisches Medium kann zu einer drastischen Verkürzung der Zeitspanne bis zum Bruch führen. Dieses Phänomen wird als umgebungsbedingte Spannungsrissbildung (environmental stress cracking = ESC) bezeichnet.
ESC wird üblicherweise auf folgende Prozesse zurückgeführt:
Die Bestimmung der ESC ist kompliziert, weil sie von vielen Parametern beeinflusst wird, u. a. von:
In DIN EN ISO 22088 sind fünf verschiedene Verfahren zur ESC-Bestimmung genormt:
Gegenstand ist jeweils die Bestimmung der relativen Auswirkung der Belastung durch chemische Medien (Umgebung) auf Kunststoffe (Probekörper und Fertigteile). Es ist jedoch kaum möglich, einen Zusammenhang zwischen den Ergebnissen von ESC-Kurzzeitmessungen an Probekörpern und dem tatsächlichen Gebrauchsverhalten von Fertigteilen herzustellen.
Der Full Notch Creep Test (FNCT) ist eine der Prüfmethoden zur Bestimmung des langsamen Risswachstumsverhaltens von Polyethylen unter Wirkung eines Netzmittels, das zur Beschleunigung des Versuchs eingesetzt wird. Der FNCT ist in der Vorschrift ISO 16770 "Plastics – Determination of environmental stress cracking (ESC) of polyethylene – Full-notch creep test (FNCT)" international geregelt und auch auf Deutsch verfügbar als Kunststoffe – Bestimmung der Spannungsrissbeständigkeit von Polyethylen unter Medieneinfluss (ESC) – Kriechversuch an Probekörpern mit umlaufender Kerbe (FNCT). Die aktuelle Fassung ist die zweite Ausgabe vom September 2019, die die Ausgabe von 2004 ersetzt hat.
Als Proben kommen rechteckige gefertigte Muster, vorzugsweise in der Größe 10×10×100 mm³, aus gepressten Platten oder Fertigprodukten (z. B. aus einer Rohrwand) zum Einsatz. Diese werden mit einer umlaufenden Kerbe (full notch) versehen, die zur Rissinitiierung dient. Zur Versuchsbeschleunigung wird bei erhöhter Temperatur (50–95 °C) und unter der Wirkung eines Netzmittels (ARKOPAL N100 bzw. ARKOPAL N110) geprüft. Die Probekörper werden unter diesen Umweltbedingungen einer konstanten Last ausgesetzt und die Zeit bis zum Bruch detektiert. Diese Lasten werden so gewählt, dass üblicherweise Spannungen von 4 bis 5 MPa im gekerbten Restquerschnitt der Probe wirken und langsames Risswachstum – slow crack growth (SCG) stattfindet. Da der Versuch in einem Netzmittel stattfindet, zählt man ihn auch zur umgebungsbedingten Spannungsrissbildung.