高分子材料在化學介質或化學介質與其它因素(如應力、光、熱)共同作用下,因變質而喪失使用性能的過程稱為高分子材料的被腐蝕,有時也稱之為化學老化。其抵抗化學介質的能力稱為耐腐蝕性。高分子材料具有較優良的耐腐蝕性能,但在防腐蝕領域中應用時,由于腐蝕條件的多樣與復雜,不一定總能抵抗介質的侵蝕。
高分子材料的腐蝕與金屬有本質的差別。金屬的腐蝕行為多數可用電化學過程來說明,而高分子材料一般不導電,也不以離子形式溶解,其腐蝕過程難以用電化學規律闡明。此外,金屬的腐蝕過程大多在金屬表面發生,但高分子材料不同,其周圍的試劑(氣體、蒸氣、液體等)向材料內滲透擴散倒是腐蝕的主要原因。
高分子材料的腐蝕,其主要形式有:
(1)化學裂解:在活性介質作用下,滲入高分子材料內部的介質分子可能與大分子發生化學反應,如氧化、水解等,使大分子主價鍵發生破壞、裂解。
(2)溶脹和溶解:溶劑分子滲入材料內部破壞大分子間的次價鍵,與大分子發生溶劑化作用。體型高聚物會溶脹、軟化,使強度顯著降低;線型高聚物可由溶脹而進一步溶解。
(3)應力開裂:在應力(外加的或內部的殘余應力)與某些介質(如表面活性物質)共同作用下,不少高分子材料會出現銀紋,并進一步生長成裂縫,直至發生脆性斷裂。
(4)滲透破壞:對于襯里設備來說,即使滲入介質不會使襯里層產生上述的破壞作用,但一旦介質透過襯里層接觸到基體,也會引起基體材料的腐蝕,使設備損壞。
除了介質向高分子材料內部滲透擴散外,高分子材料中的某些成分,如增塑劑、穩定劑等添加劑或低分子量組分,也會從固體內部向外擴散、遷移,溶入環境介質中,從而導致高分子材料變質。對于復合材料,還可能在其界面引起腐蝕,所以要注意復合層的結構與界面情況對其耐腐蝕性能的影響。
責任編輯:賈靜煥
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