高分子材料在化学介质或化学介质与其它因素(如应力、光、热)共同作用下,因变质而丧失使用性能的过程称为高分子材料的被腐蚀,有时也称之为化学老化。其抵抗化学介质的能力称为耐腐蚀性。高分子材料具有较优良的耐腐蚀性能,但在防腐蚀领域中应用时,由于腐蚀条件的多样与复杂,不一定总能抵抗介质的侵蚀。
高分子材料的腐蚀与金属有本质的差别。金属的腐蚀行为多数可用电化学过程来说明,而高分子材料一般不导电,也不以离子形式溶解,其腐蚀过程难以用电化学规律阐明。此外,金属的腐蚀过程大多在金属表面发生,但高分子材料不同,其周围的试剂(气体、蒸气、液体等)向材料内渗透扩散倒是腐蚀的主要原因。
高分子材料的腐蚀,其主要形式有:
(1)化学裂解:在活性介质作用下,渗入高分子材料内部的介质分子可能与大分子发生化学反应,如氧化、水解等,使大分子主价键发生破坏、裂解。
(2)溶胀和溶解:溶剂分子渗入材料内部破坏大分子间的次价键,与大分子发生溶剂化作用。体型高聚物会溶胀、软化,使强度显著降低;线型高聚物可由溶胀而进一步溶解。
(3)应力开裂:在应力(外加的或内部的残余应力)与某些介质(如表面活性物质)共同作用下,不少高分子材料会出现银纹,并进一步生长成裂缝,直至发生脆性断裂。
(4)渗透破坏:对于衬里设备来说,即使渗入介质不会使衬里层产生上述的破坏作用,但一旦介质透过衬里层接触到基体,也会引起基体材料的腐蚀,使设备损坏。
除了介质向高分子材料内部渗透扩散外,高分子材料中的某些成分,如增塑剂、稳定剂等添加剂或低分子量组分,也会从固体内部向外扩散、迁移,溶入环境介质中,从而导致高分子材料变质。对于复合材料,还可能在其界面引起腐蚀,所以要注意复合层的结构与界面情况对其耐腐蚀性能的影响。
责任编辑:贾静焕
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