因為聚合物材料沒有特定的腐蝕率，通常來說，它們要么就對某種特定的腐蝕性物質存在完全的抗性（在特定的溫度范圍），要么受該物質影響發生迅速的惡化。它們的腐蝕，不是由化學作用引起的，就是由溶劑化作用引起的。溶劑化作用會導致聚合物材料發生膨脹、軟化和最嚴重的失效。因此，掌握高分子材料腐蝕的復雜性至關重要。

    聚合物材料的腐蝕

    一般來說聚合物分三大類：

    1. 熱塑性塑料（熱塑性聚合物）

    熱塑性塑料是長鏈線性分子，其在一個高于生活溫度的溫度下加熱、加壓成型，這個溫度就是我們平時所提到的玻璃的轉變溫度。聚合物的許多性質和耐化學性變化直接來源于聚合物化學鏈中原子的種類和排列方式。

    熱塑性塑料之所以展示出了明確的特殊性質和優點，源于其所含鹵素，而鹵素屬于非金屬類。在所有的鹵素中，氟是最電負性最強的，而這允許其與碳和氫原子形成強的化學鍵，但其自身之間不形成化學鍵。在一個較弱的聚合物鏈中，氟所扮演的角色就是對可替代化學鍵的防護屏障。除此之外，分子內的原子排列、結構的對稱性以及聚合物鏈的支化程度都是至關重要的，因為分子中含有特殊的粒子。

    含碳氫鍵的聚合物材料如聚丙烯、聚乙烯，以及含碳氯鍵的材料如聚氯乙烯和三氟氯乙烯，與含氟化合物如聚四氟乙烯完全不同。后者具有更廣泛的耐腐蝕性。

    塑料材料其中的一個用途是用來抗大氣腐蝕。通過工廠操作，使其具有抵抗一些特殊腐蝕劑的能力后，這些材料同時也能抵抗大氣中的腐蝕性氣體。熱塑性材料通過溶劑膠接、熱熔或粘合劑等方式進行接合。但溶劑粘合劑最大的缺點是其在使用的工件中，存在應力開裂的可能性，因此如果工件使用了低沸點溶劑是存在潛在的風險的。要在兩種截然不同的化學環境下挑選一種不會降解的粘合劑是非常困難的。一般來說，對高溫敏感的粘合劑，通常只具備對化學品和溶劑最基本的抗性。

    2. 熱固性聚合物

    熱固性聚合物在加熱后會構成一個永久性形狀或發生凝固。因此，它們無法進行改造或回收利用。熱固性塑料是無定形的聚合物。這些樹脂在室溫下是液態的。然后，通過添加一個催化劑或促進劑，它們會最終凝固或固化出最終形態，成為一種硬制品。

    熱固性樹脂是一種高分子量聚合物，其使用玻璃或其他合適的不同材料來進行強化，從而產生機械強度。最常用的樹脂有乙烯基酯、環氧樹脂、聚酯和呋喃。為了增強這些聚合物，通常使用F級和C級的玻璃纖維。

    那些未增強、未填充的熱固性聚合物會受到許多機制的腐蝕。這種腐蝕可以分為兩大類：物理腐蝕和化學腐蝕。物理腐蝕是熱固性復合材料和環境之間的相互作用導致其性質發生改變，但這其中沒有發生化學反應。液體擴散到化合物中就是一個例子。在大多數情況下，物理腐蝕是可逆的；一旦將這些液體去除，材料就恢復了初始性質。一旦某種化合物吸收了某種液體或氣體導致其塑化或熱固性網絡膨脹，此時就發生了物理腐蝕。

    化學腐蝕一旦發生，熱固性化合物中的化學鍵就會由于聚合物周圍的化學過程被破壞掉。這個過程有時是不可逆轉的。因此，其結果就是由于發生了化學腐蝕導致化合物本身也受到影響。例如，化合物變脆、軟化、燒焦、剝落、變色、溶解、起泡或膨脹。

    熱固性材料都是被類似的方式損壞。但是，某些具有化學抵抗性品種的材料只會受到微不足道的損壞，或在一個非常嚴重的腐蝕條件下也只會發生非常低速的損壞。固化樹脂在熱固性材料的抵抗化學腐蝕中起著非常重要的作用。但如果使用行為不恰當的話，會導致其耐蝕性能的損失。

    一些環境條件可能會削弱主要和/或次要復合聯結，并使其隨之發生解聚。另外一些環境條件可能會導致其發生膨脹或微裂縫，而還有一些環境條件可能會改變酯基團群或聯結。在某些環境中，還會發生再聚合，導致其結構被重新修改。

    一般來說，對于熱固性聚合物來說，化學攻擊可以是分為“有效/無效”兩種情況。 “如果設置不當，即使是強化聚酯，攻擊也可以在很短的時間內發生”，專家還指出：“如果一個裝置已經成功運行了12個月，那么它在未來相當長的一段時間內仍將運行的圓滿”。注意：熱固性聚合物不能接觸硫酸（93%）和濃酸。

    應力腐蝕是另一個值得考慮的問題。其對于玻璃纖維增強復合材料的失效率可能是重要的。這在復合材料接觸到混合酸及壓力的作用下，尤其容易發生。一旦聚合物已經發生了應力裂縫，那么在接下來的時間里都是岌岌可危的。對于低延展性的材料，接下來可能會發生開裂。當然，環境應力開裂的概率會隨著聚合物分子量的升高而降低。

    3. 橡膠

    橡膠是一種尺寸會隨著相對溫和的外力而發生大幅度變化的聚合物材料，但當作用力消失的時候它將會再次回到原來的尺寸。橡膠主要是由大分子組成，這些大分子按螺旋絲排列，就像一個螺旋彈簧，彼此交替不間斷地連接。在應力較小的時候，這些螺旋線圈傾向于可以被拉伸或壓縮；但隨著應力的進一步增加，它們會表現出越來越大的抵抗力。

    橡膠的腐蝕可以受到腐蝕劑的濃度和溫度兩個因素的影響。另一個重要的影響因素是橡膠的組成。橡膠的生產加工有標準步驟遵循，包括用來提高物理和/或機械性能的添加劑配方。這些添加劑對材料的耐蝕性有不利的影響，特別是在更高的溫度下。反之，一些制造商直接對原料進行復合加工來換取材料在好的物理和/或機械性能下的耐蝕性。因此，至關重要的是去了解是否使用了添加劑，因為我們所用的耐腐蝕適用圖表只是針對純的橡膠而言的。

    橡膠或橡膠材料的應用范圍很廣，其中最重要的是內襯管中的應用。它們作為鋼襯底上面的覆膜，廣泛用作襯里膜以保護其鋼殼不被酸液腐蝕。

    所謂的化學變質是發生在橡膠和腐蝕劑之間的化學過程。這種化學攻擊會導致橡膠膨脹及強度降低。腐蝕劑的溫度和濃度會影響其腐蝕程度。正常情況下，化學攻擊力會隨著溫度和/或腐蝕的濃度增加而增強。與金屬相比，橡膠會吸收不同數量的與其接觸的物質，尤其是有機液體。這可能會導致其膨脹、破裂以及基質滲透到與橡膠相連的容器。膨脹會導致材料的軟化，而對于容器會引起壓力升高和粘合劑的失效。

    滲透是另一個會導致內村失效的問題。通常一旦橡膠表現出了高吸收性能，那么一定是滲透導致的結果。然而，發生滲透不是橡膠吸收率升高的必要條件。一些橡膠，比如碳氟化合物，盡管吸收率很低但也會發生簡單的滲透。基材可近似預期的滲透和/或吸收可能是由水的吸收引起的。

    滲透將導致與橡膠相連的儀器發生嚴重的問題。一旦腐蝕滲透到與橡膠接觸金屬襯底，這可能會導致：

    ● 粘著力破壞和起泡，這是由于在粘著處液體的囤積引起的

    ● 在腐蝕的作用下，襯底失效

    ● 由于襯底的失效導致成分透過襯里和襯底流失

    盡管橡膠可以通過機械手段被破壞，但這不是典型的案例。大多數對橡膠的機械傷害是發生在其化學惡化的結果之后。一旦橡膠有所惡化，其原有的材料性能就相應地被削弱了，因此也就更容易發生機械傷害。

    一些橡膠材料一旦被暴露在室外環境，就會被風化而降解。同時，日光、臭氧和化學元素的作用都會導致橡膠表面開裂、褪色，這會嚴重損壞材料的強度、延展性和橡膠類的屬性。因此，應考慮材料的抗風化問題。

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責任編輯：王元

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