图片来源：Tilltibet/Dreamstime.com

    导读：聚合物材料几乎都不耐腐蚀。因此我们有必要理解这些材料腐蚀的复杂性，从而避免材料可能产生的失效。

    聚合物材料用途广泛，因此，导致这些材料发生腐蚀的因素有很多。在一个特定的腐蚀环境下，我们无法准确预见聚合物材料的寿命，因此，清楚地了解聚合物材料的组成和反应机理是十分必要的。

    什么是聚合物材料？

    仅从字面意思理解，聚合物材料就是高分子化合物为主要组分的材料。而高分子化合物（通常是基于碳元素），是由许多相同的、简单结构的小分子（单体）通过共价键重复连接而成的。

    聚合物材料可分类为：

    1. 不存在交联的热塑性塑料。（其在加热后会软化，并可以反复重塑。）

    2. 密集交联的热固性材料。（其在加热后温和软化，并最终降解。）

    3. 弹性体（也称为橡胶）。（其交联网并不密集，受到适度的力的作用后会发生变形。）

    聚合物材料的腐蚀分类

   根据聚合物材料的腐蚀机理，我们通常将其腐蚀类型分为以下几类：

    · 分解或降解，是由于吸收、渗透、溶剂化作用或多种因素共同作用引起的

    · 化学键受到破坏，是由于发生氧化反应

    · 酯键受到破坏，是由于发生水解反应

    · 辐射

    · 热降解，是由于涉及了解聚（合）作用或再聚合作用

    · 脱水作用（相当少见）

    · 上述任何组合

    这类破坏带来的结果包括软化、烧焦、开裂、分层、脆化、变色、溶解或溶胀。

    此外，聚合物基复合材料的腐蚀还受到两个不同因素的影响：层压材料的性质和热固性树脂的加工处理。错误的或拙劣的加工会对其耐腐蚀性产生不利影响，而正确的固化时间和程序通常可以提高其耐腐蚀性。

    辐射

    当外部应用中的聚合物材料暴露在极端气候条件下时，可能对材料造成极大的损伤。而其中首当其冲的情况，就是暴露于紫外线（UV）辐射下，这会造成材料脆化、褪色、表面开裂，粉化。当聚合物材料直接暴露在日光下几年后，通常其会表现出以下几种症状：较差的抗冲击性，整体机械性能下降及外观上的变化。

    由于紫外线辐射必然受到空气污染、恶劣天气、污染等因素的影响，天然紫外线辐射的数量和频谱则显得异常多变。在整个冬季太阳高度角渐减，一般上层大气层已经将紫外线辐射进行了过滤。这就造成了夏季和冬季阳光的两个重要变化。在冬季，许多破坏性的短波紫外线被过滤掉了。因此，对紫外线辐射敏感度低于320 nm的材料在整个冬季只会发生轻微降解。

    光化学降解是由光子或由光作用破坏了化学键引起的。不论什么情况的光降解，都存在一个重要的参数就是：阳光阈值波长，它是确保为引发反应是否提供足够能量的因素。任何比阈值短的光波长都会起到破坏作用，而较长的波长不会造成破坏。因此，光的短波长界定就显得至关重要。如果一个特定的聚合物只对低于290 nm（太阳分界点）的紫外线辐射光敏感，它将永远不会在室外经历化学变质。

    抵抗风化的能力随聚合物的种类和特定树脂的等级而变化。有些树脂等级可利用紫外线吸收剂来提高其耐候性。然而，较之于那些具有类似添加剂的低分子质量等级材料来说，更高等级的树脂材料通常具有更高的耐候性。另外，有些颜色往往也具备更好的耐候性。

    渗透作用

    从某种意义上来说，所有组成材料的化学分子都属于可渗透性的，但较之于金属材料，塑料材料从数量级上来说，其孔隙度更大。气体、液体或蒸汽都可以渗透聚合物。

    渗透可以是通过微孔形成的分子迁移，既可以是在聚合物中（不论该聚合物易渗或不易渗）也可以是聚合物分子之间；但在这两种情况下，都不会对聚合物造成任何破坏。这种反应是一种绝对的自然现象。然而，一旦聚合物应用到管道或仪器上，那么渗透作用就是有害的。

    在其作衬里的设备中，渗透可能会导致：

    · 由于腐蚀而导致基材失效。

    · 一旦衬里比基材孔隙更大，粘合处积聚的液体就会破坏粘结和发生起泡；或是基材受渗透破坏，导致产品发生腐蚀或化学反应。

    · 由于基材和衬里成分流失，最终导致基板的失效。

    不同的聚合物有不同的渗透速率，某些聚合物几乎不受渗透影响，而含氟聚合物则会受到显著影响。渗透作用和那些经由裂缝和空隙流入的物质之间没有关系，是两回事情。尽管这几种情况下，都是发生了化学物质从聚合物的一个方向转移到相反的方向。

    衬里厚度影响渗透速率。通常就耐腐蚀性来说，0.010到0.020英寸的厚度是令人满意的，该厚度是将衬里材料和特定腐蚀剂组合计算的。一旦考虑到冷稀释、机械开采和渗透速率等机械因素时，就可能需要更厚的衬里。

    渗透速率受以下因素影响：

    · 温度和压力

    · 渗透浓度

    · 聚合物的厚度

    聚合物的密度对渗透速率会产生影响。随着厚度显著地增加，通常可以有效减少渗透作用。薄板密度越大，渗透速率就越低。温度和衬里倾斜度也会影响渗透速率，降低这些因素可以降低渗透速度。衬里容器如储罐，如果是在封闭环境下使用，则能够提供最有效的服务。

    吸收作用

    聚合物具有吸收不同数量腐蚀因子的潜力，特别是有机液体。这会导致内衬部件发生膨胀、开裂和渗透。膨胀会使聚合物软化，引起高应力并导致衬里元件上的粘结失效。如果聚合物具备很高的吸收率，那么就很可能会发生渗透作用。

    可以采取几个步骤来减少吸收作用。衬底的热绝缘可以缩减整个容器的梯度，从而防止冷凝和液体的吸收。这减少了温度变化的速度和幅度，使表面发生气泡的可能性保持在最低限度。使用各种操作工艺或装置来限制工艺压力或温度的降低的比率，以为材料提供额外的保护。

文章来源：中国腐蚀与防护网

文章链接：http://www.ecorr.org/news/science/2017-08-01/166524.html

    图片来源：Tilltibet/Dreamstime.com

    导读：聚合物材料几乎都不耐腐蚀。因此我们有必要理解这些材料腐蚀的复杂性，从而避免材料可能产生的失效。

    聚合物材料用途广泛，因此，导致这些材料发生腐蚀的因素有很多。在一个特定的腐蚀环境下，我们无法准确预见聚合物材料的寿命，因此，清楚地了解聚合物材料的组成和反应机理是十分必要的。

    什么是聚合物材料？

    仅从字面意思理解，聚合物材料就是高分子化合物为主要组分的材料。而高分子化合物（通常是基于碳元素），是由许多相同的、简单结构的小分子（单体）通过共价键重复连接而成的。

    聚合物材料可分类为：

    1. 不存在交联的热塑性塑料。（其在加热后会软化，并可以反复重塑。）

    2. 密集交联的热固性材料。（其在加热后温和软化，并最终降解。）

    3. 弹性体（也称为橡胶）。（其交联网并不密集，受到适度的力的作用后会发生变形。）

    聚合物材料的腐蚀分类

   根据聚合物材料的腐蚀机理，我们通常将其腐蚀类型分为以下几类：

    · 分解或降解，是由于吸收、渗透、溶剂化作用或多种因素共同作用引起的

    · 化学键受到破坏，是由于发生氧化反应

    · 酯键受到破坏，是由于发生水解反应

    · 辐射

    · 热降解，是由于涉及了解聚（合）作用或再聚合作用

    · 脱水作用（相当少见）

    · 上述任何组合

    这类破坏带来的结果包括软化、烧焦、开裂、分层、脆化、变色、溶解或溶胀。

    此外，聚合物基复合材料的腐蚀还受到两个不同因素的影响：层压材料的性质和热固性树脂的加工处理。错误的或拙劣的加工会对其耐腐蚀性产生不利影响，而正确的固化时间和程序通常可以提高其耐腐蚀性。

    辐射

    当外部应用中的聚合物材料暴露在极端气候条件下时，可能对材料造成极大的损伤。而其中首当其冲的情况，就是暴露于紫外线（UV）辐射下，这会造成材料脆化、褪色、表面开裂，粉化。当聚合物材料直接暴露在日光下几年后，通常其会表现出以下几种症状：较差的抗冲击性，整体机械性能下降及外观上的变化。

    由于紫外线辐射必然受到空气污染、恶劣天气、污染等因素的影响，天然紫外线辐射的数量和频谱则显得异常多变。在整个冬季太阳高度角渐减，一般上层大气层已经将紫外线辐射进行了过滤。这就造成了夏季和冬季阳光的两个重要变化。在冬季，许多破坏性的短波紫外线被过滤掉了。因此，对紫外线辐射敏感度低于320 nm的材料在整个冬季只会发生轻微降解。

    光化学降解是由光子或由光作用破坏了化学键引起的。不论什么情况的光降解，都存在一个重要的参数就是：阳光阈值波长，它是确保为引发反应是否提供足够能量的因素。任何比阈值短的光波长都会起到破坏作用，而较长的波长不会造成破坏。因此，光的短波长界定就显得至关重要。如果一个特定的聚合物只对低于290 nm（太阳分界点）的紫外线辐射光敏感，它将永远不会在室外经历化学变质。

    抵抗风化的能力随聚合物的种类和特定树脂的等级而变化。有些树脂等级可利用紫外线吸收剂来提高其耐候性。然而，较之于那些具有类似添加剂的低分子质量等级材料来说，更高等级的树脂材料通常具有更高的耐候性。另外，有些颜色往往也具备更好的耐候性。

    渗透作用

    从某种意义上来说，所有组成材料的化学分子都属于可渗透性的，但较之于金属材料，塑料材料从数量级上来说，其孔隙度更大。气体、液体或蒸汽都可以渗透聚合物。

    渗透可以是通过微孔形成的分子迁移，既可以是在聚合物中（不论该聚合物易渗或不易渗）也可以是聚合物分子之间；但在这两种情况下，都不会对聚合物造成任何破坏。这种反应是一种绝对的自然现象。然而，一旦聚合物应用到管道或仪器上，那么渗透作用就是有害的。

    在其作衬里的设备中，渗透可能会导致：

    · 由于腐蚀而导致基材失效。

    · 一旦衬里比基材孔隙更大，粘合处积聚的液体就会破坏粘结和发生起泡；或是基材受渗透破坏，导致产品发生腐蚀或化学反应。

    · 由于基材和衬里成分流失，最终导致基板的失效。

    不同的聚合物有不同的渗透速率，某些聚合物几乎不受渗透影响，而含氟聚合物则会受到显著影响。渗透作用和那些经由裂缝和空隙流入的物质之间没有关系，是两回事情。尽管这几种情况下，都是发生了化学物质从聚合物的一个方向转移到相反的方向。

    衬里厚度影响渗透速率。通常就耐腐蚀性来说，0.010到0.020英寸的厚度是令人满意的，该厚度是将衬里材料和特定腐蚀剂组合计算的。一旦考虑到冷稀释、机械开采和渗透速率等机械因素时，就可能需要更厚的衬里。

    渗透速率受以下因素影响：

    · 温度和压力

    · 渗透浓度

    · 聚合物的厚度

    聚合物的密度对渗透速率会产生影响。随着厚度显著地增加，通常可以有效减少渗透作用。薄板密度越大，渗透速率就越低。温度和衬里倾斜度也会影响渗透速率，降低这些因素可以降低渗透速度。衬里容器如储罐，如果是在封闭环境下使用，则能够提供最有效的服务。

    吸收作用

    聚合物具有吸收不同数量腐蚀因子的潜力，特别是有机液体。这会导致内衬部件发生膨胀、开裂和渗透。膨胀会使聚合物软化，引起高应力并导致衬里元件上的粘结失效。如果聚合物具备很高的吸收率，那么就很可能会发生渗透作用。

    可以采取几个步骤来减少吸收作用。衬底的热绝缘可以缩减整个容器的梯度，从而防止冷凝和液体的吸收。这减少了温度变化的速度和幅度，使表面发生气泡的可能性保持在最低限度。使用各种操作工艺或装置来限制工艺压力或温度的降低的比率，以为材料提供额外的保护。

文章来源：中国腐蚀与防护网

文章链接：http://www.ecorr.org/news/science/2017-08-01/166524.html