因?yàn)榫酆衔锊牧蠜](méi)有特定的腐蝕率，通常來(lái)說(shuō)，它們要么就對(duì)某種特定的腐蝕性物質(zhì)存在完全的抗性（在特定的溫度范圍），要么受該物質(zhì)影響發(fā)生迅速的惡化。它們的腐蝕，不是由化學(xué)作用引起的，就是由溶劑化作用引起的。溶劑化作用會(huì)導(dǎo)致聚合物材料發(fā)生膨脹、軟化和最嚴(yán)重的失效。因此，掌握高分子材料腐蝕的復(fù)雜性至關(guān)重要。

    聚合物材料的腐蝕

    一般來(lái)說(shuō)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(zhǎng)鏈線性分子，其在一個(gè)高于生活溫度的溫度下加熱、加壓成型，這個(gè)溫度就是我們平時(shí)所提到的玻璃的轉(zhuǎn)變溫度。聚合物的許多性質(zhì)和耐化學(xué)性變化直接來(lái)源于聚合物化學(xué)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(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，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(fù)性最強(qiáng)的，而這允許其與碳和氫原子形成強(qiáng)的化學(xué)鍵，但其自身之間不形成化學(xué)鍵。在一個(gè)較弱的聚合物鏈中，氟所扮演的角色就是對(duì)可替代化學(xué)鍵的防護(hù)屏障。除此之外，分子內(nèi)的原子排列、結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性以及聚合物鏈的支化程度都是至關(guān)重要的，因?yàn)榉肿又泻刑厥獾牧Ｗ印?/span>

    含碳?xì)滏I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(gè)用途是用來(lái)抗大氣腐蝕。通過(guò)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(shí)也能抵抗大氣中的腐蝕性氣體。熱塑性材料通過(guò)溶劑膠接、熱熔或粘合劑等方式進(jìn)行接合。但溶劑粘合劑最大的缺點(diǎn)是其在使用的工件中，存在應(yīng)力開(kāi)裂的可能性，因此如果工件使用了低沸點(diǎn)溶劑是存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)的。要在兩種截然不同的化學(xué)環(huán)境下挑選一種不會(huì)降解的粘合劑是非常困難的。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)高溫敏感的粘合劑，通常只具備對(duì)化學(xué)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(huì)構(gòu)成一個(gè)永久性形狀或發(fā)生凝固。因此，它們無(wú)法進(jìn)行改造或回收利用。熱固性塑料是無(wú)定形的聚合物。這些樹(shù)脂在室溫下是液態(tài)的。然后，通過(guò)添加一個(gè)催化劑或促進(jìn)劑，它們會(huì)最終凝固或固化出最終形態(tài)，成為一種硬制品。

    熱固性樹(shù)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(lái)進(jìn)行強(qiáng)化，從而產(chǎn)生機(jī)械強(qiáng)度。最常用的樹(shù)脂有乙烯基酯、環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯和呋喃。為了增強(qiáng)這些聚合物，通常使用F級(jí)和C級(jí)的玻璃纖維。

    那些未增強(qiáng)、未填充的熱固性聚合物會(huì)受到許多機(jī)制的腐蝕。這種腐蝕可以分為兩大類：物理腐蝕和化學(xué)腐蝕。物理腐蝕是熱固性復(fù)合材料和環(huán)境之間的相互作用導(dǎo)致其性質(zhì)發(fā)生改變，但這其中沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。液體擴(kuò)散到化合物中就是一個(gè)例子。在大多數(shù)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(fù)了初始性質(zhì)。一旦某種化合物吸收了某種液體或氣體導(dǎo)致其塑化或熱固性網(wǎng)絡(luò)膨脹，此時(shí)就發(fā)生了物理腐蝕。

    化學(xué)腐蝕一旦發(fā)生，熱固性化合物中的化學(xué)鍵就會(huì)由于聚合物周圍的化學(xué)過(guò)程被破壞掉。這個(gè)過(guò)程有時(shí)是不可逆轉(zhuǎn)的。因此，其結(jié)果就是由于發(fā)生了化學(xué)腐蝕導(dǎo)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(xué)抵抗性品種的材料只會(huì)受到微不足道的損壞，或在一個(gè)非常嚴(yán)重的腐蝕條件下也只會(huì)發(fā)生非常低速的損壞。固化樹(shù)脂在熱固性材料的抵抗化學(xué)腐蝕中起著非常重要的作用。但如果使用行為不恰當(dāng)?shù)脑挘瑫?huì)導(dǎo)致其耐蝕性能的損失。

    一些環(huán)境條件可能會(huì)削弱主要和/或次要復(fù)合聯(lián)結(jié)，并使其隨之發(fā)生解聚。另外一些環(huán)境條件可能會(huì)導(dǎo)致其發(fā)生膨脹或微裂縫，而還有一些環(huán)境條件可能會(huì)改變酯基團(tuán)群或聯(lián)結(jié)。在某些環(huán)境中，還會(huì)發(fā)生再聚合，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)被重新修改。

    一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于熱固性聚合物來(lái)說(shuō)，化學(xué)攻擊可以是分為“有效/無(wú)效”兩種情況。 “如果設(shè)置不當(dāng)，即使是強(qiáng)化聚酯，攻擊也可以在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生”，專家還指出：“如果一個(gè)裝置已經(jīng)成功運(yùn)行了12個(gè)月，那么它在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)仍將運(yùn)行的圓滿”。注意：熱固性聚合物不能接觸硫酸（93%）和濃酸。

    應(yīng)力腐蝕是另一個(gè)值得考慮的問(wèn)題。其對(duì)于玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的失效率可能是重要的。這在復(fù)合材料接觸到混合酸及壓力的作用下，尤其容易發(fā)生。一旦聚合物已經(jīng)發(fā)生了應(yīng)力裂縫，那么在接下來(lái)的時(shí)間里都是岌岌可危的。對(duì)于低延展性的材料，接下來(lái)可能會(huì)發(fā)生開(kāi)裂。當(dāng)然，環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂的概率會(huì)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(huì)隨著相對(duì)溫和的外力而發(fā)生大幅度變化的聚合物材料，但當(dāng)作用力消失的時(shí)候它將會(huì)再次回到原來(lái)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(gè)螺旋彈簧，彼此交替不間斷地連接。在應(yīng)力較小的時(shí)候，這些螺旋線圈傾向于可以被拉伸或壓縮；但隨著應(yīng)力的進(jìn)一步增加，它們會(huì)表現(xiàn)出越來(lái)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(gè)因素的影響。另一個(gè)重要的影響因素是橡膠的組成。橡膠的生產(chǎn)加工有標(biāo)準(zhǔn)步驟遵循，包括用來(lái)提高物理和/或機(jī)械性能的添加劑配方。這些添加劑對(duì)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(duì)原料進(jìn)行復(fù)合加工來(lái)?yè)Q取材料在好的物理和/或機(jī)械性能下的耐蝕性。因此，至關(guān)重要的是去了解是否使用了添加劑，因?yàn)槲覀兯玫哪透g適用圖表只是針對(duì)純的橡膠而言的。

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

    所謂的化學(xué)變質(zhì)是發(fā)生在橡膠和腐蝕劑之間的化學(xué)過(guò)程。這種化學(xué)攻擊會(huì)導(dǎo)致橡膠膨脹及強(qiáng)度降低。腐蝕劑的溫度和濃度會(huì)影響其腐蝕程度。正常情況下，化學(xué)攻擊力會(huì)隨著溫度和/或腐蝕的濃度增加而增強(qiáng)。與金屬相比，橡膠會(huì)吸收不同數(shù)量的與其接觸的物質(zhì)，尤其是有機(jī)液體。這可能會(huì)導(dǎo)致其膨脹、破裂以及基質(zhì)滲透到與橡膠相連的容器。膨脹會(huì)導(dǎo)致材料的軟化，而對(duì)于容器會(huì)引起壓力升高和粘合劑的失效。

    滲透是另一個(gè)會(huì)導(dǎo)致內(nèi)村失效的問(wèn)題。通常一旦橡膠表現(xiàn)出了高吸收性能，那么一定是滲透導(dǎo)致的結(jié)果。然而，發(fā)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(huì)發(fā)生簡(jiǎn)單的滲透。基材可近似預(yù)期的滲透和/或吸收可能是由水的吸收引起的。

    滲透將導(dǎo)致與橡膠相連的儀器發(fā)生嚴(yán)重的問(wèn)題。一旦腐蝕滲透到與橡膠接觸金屬襯底，這可能會(huì)導(dǎo)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(dǎo)致成分透過(guò)襯里和襯底流失

    盡管橡膠可以通過(guò)機(jī)械手段被破壞，但這不是典型的案例。大多數(shù)對(duì)橡膠的機(jī)械傷害是發(fā)生在其化學(xué)惡化的結(jié)果之后。一旦橡膠有所惡化，其原有的材料性能就相應(yīng)地被削弱了，因此也就更容易發(fā)生機(jī)械傷害。

    一些橡膠材料一旦被暴露在室外環(huán)境，就會(huì)被風(fēng)化而降解。同時(shí)，日光、臭氧和化學(xué)元素的作用都會(huì)導(dǎo)致橡膠表面開(kāi)裂、褪色，這會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞材料的強(qiáng)度、延展性和橡膠類的屬性。因此，應(yīng)考慮材料的抗風(fēng)化問(wèn)題。

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