第四章第六節(jié)

4-6耐腐蝕性

CorrosionandDegradationofMaterialsTypesandmechanismofcorrosionanddegradationofmaterialsPhysicaldeterioration,chemicaldegradationandweatheringofpolymermaterialsElectrochemicalcorrosionandothercorrosionofmetallicmaterialswhyceramicmaterialsare,ingeneral,veryresistanttocorrosion.

4-6耐腐蝕性(anti-corrosion)腐蝕---材料在遭受化學(xué)介質(zhì)、濕、氣、光、氧、熱等環(huán)境因素作用下發(fā)生惡化變質(zhì)的現(xiàn)象

腐蝕分類：(1)腐蝕作用性質(zhì)：物理、化學(xué)、電化學(xué)(2)腐蝕環(huán)境和過程：高溫、大氣、前質(zhì)腐蝕等(3)腐蝕形態(tài)：全面、局部金屬：電化學(xué)、化學(xué)（氧化）腐蝕無機(jī)：化學(xué)腐蝕高分子：化學(xué)、物理腐蝕4-6-1物理腐蝕physicaldeterioration

環(huán)境介質(zhì)作用，以物理變化發(fā)生破壞的腐蝕。高分子材料以物理腐蝕為主

類型：

溶脹和溶解應(yīng)力開裂滲透破壞

影響因素：

介質(zhì)濃度溫度溫度變化液體流動應(yīng)力大小作用周期

復(fù)合材料：界面引起腐蝕,所以要注意復(fù)合層結(jié)構(gòu)與界面情況對其腐蝕性能的影響。1、高分子材料的耐溶劑性

溶劑分子滲入材料內(nèi)部，破壞大分子間的次價鍵，與大分子發(fā)生溶劑化作用。

（1）溶解性

溶解度參數(shù)

=（CED）1/2內(nèi)聚能密度

Gm=Hm-TSm

Gm<0時，溶解過程才能進(jìn)行表4-34(2)滲透性(permeability)與滲透破壞

滲透----液體分子或氣體分子可從聚合物膜高濃度側(cè)擴(kuò)散到較低濃度一側(cè)的現(xiàn)象

q=-D(dc/dx)·A·t(Fick第一定律)介質(zhì)的擴(kuò)散速度（即單位時間通過A面積的溶質(zhì)分子數(shù)）是與面積和介質(zhì)濃度梯度成正比

穩(wěn)態(tài)時，滲透率（液體）

J=q/A·t=D（c1-c2）

/L（c1>c2）

A、t、D分別為面積、時間及擴(kuò)散系數(shù)膜厚度為L，膜兩側(cè)濃度差為（c1-c2）P=DS式中P滲透系數(shù),S為溶解度系數(shù)

J=DS(p1-p2)/L=P(p1-p2)/L

聚合物的結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)對滲透性影響甚大(鏈柔性,結(jié)晶度,極性基團(tuán))

(3)影響高分子材料耐溶劑性的因素

溶解熵Sm放熱量Gm

耐溶劑性

大分子熱運(yùn)動擴(kuò)散耐溶劑性

溫度柔性耐溶劑性

結(jié)晶、取向、交聯(lián)，M耐溶劑性

滲透性影響高分子材料耐溶劑性的因素

2、環(huán)境應(yīng)力開裂(ESC)在應(yīng)力（外加的或內(nèi)部的殘余應(yīng)力）與某些介質(zhì)（如活性物質(zhì)）共同作用下，高分子材料出現(xiàn)銀紋，并進(jìn)一步生長成裂縫，直至發(fā)生脆性斷裂。

聚合物對環(huán)境應(yīng)力開裂破壞的敏感性取決于結(jié)構(gòu)因素。比如聚合物的分子量，熔體指數(shù)，結(jié)晶度，密度等。介質(zhì)的影響，取決于溶解度差異，只有溶解度參數(shù)差值在某一范圍內(nèi)時，才易引起局部溶脹，導(dǎo)致環(huán)境應(yīng)力開裂。

4.6.2化學(xué)腐蝕(chemicalcorrosion)1、環(huán)境介質(zhì)(media)的化學(xué)腐蝕作用(1)酸(acid)、堿(base)、鹽(salt)腐蝕作用①酸、堿、鹽對金屬腐蝕

酸氫離子的濃度酸的陰離子的氧化還原性,表4-35,4-36

堿腐蝕性一般比酸小，對鋁、鋅、錫、鉛等兩性金屬有顯著的腐蝕性,鎳具有很好的耐堿性一般認(rèn)為,堿金屬原子量越大,腐蝕性越小.

鹽影響極為錯綜復(fù)雜使pH值發(fā)生變化的鹽;氧化還原性鹽;

②酸、堿、鹽對高分子的腐蝕多數(shù)高分子材料都具有良好的耐腐蝕性

雜鏈高分子------化學(xué)介質(zhì)老化，水解③酸、堿、鹽對無機(jī)非金屬材料的腐蝕性

硅酸鹽陶瓷

SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O易溶于水及堿液中。SiO2與氫氟酸反應(yīng)。與高溫磷酸反應(yīng)。

耐腐蝕性與礦物組成有關(guān)

耐腐蝕性與結(jié)構(gòu)相關(guān)

結(jié)晶SiO2耐酸、堿

無定形SiO2溶于堿

孔隙(poros)——耐腐蝕性降低。(2)大氣腐蝕大氣中水和氧等物質(zhì)的作用而引起的腐蝕如，鐵：在空氣中生銹(腐蝕量占一半以上)高分子：氧氣、臭氧、光照射等引起迅速的老化變質(zhì)①大氣腐蝕的特征大氣是組分復(fù)雜的混合物,表4-38

非金屬材料，如高分子材料——化學(xué)腐蝕

金屬材料——單純化學(xué)腐蝕——緩慢，如氧化電化學(xué)腐蝕——水汽在金屬表面形成液層，構(gòu)成電解質(zhì)液膜層

②金屬材料在大氣中的耐蝕性及防護(hù)防護(hù)：研制和選用耐蝕材料，如低合金鋼；涂層和鍍層保護(hù)，如油漆和金屬鍍層；降低大氣濕度③高分子材料在大氣中的耐腐蝕性

1.氧化作用：如PE，中溫，與氧作用——自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

臭氧(ozone)：開裂。如天然橡膠和合成彈性體2.耐侯性(weathering)：抵抗室外天氣條件的能力主要有：紫外線溫度濕氣活性氣體其它如風(fēng)、雪等

3.

耐侯性提高方法：

a紫外線吸收劑,2-羥基二苯丙酮,2-羥基苯甲酸苯酯b抗氧劑,芳香胺類c選材

4.耐輻射性

輻射交聯(lián)：