非金属结构材料的耐蚀特性

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1、第五章非金属结构材料的耐蚀特性5.1高分子材料的腐蚀性和影响因素5.2耐腐蚀高分子材料5.3耐腐蚀无机非金属材料5.4碳-石墨5.5树脂基复合材料-玻璃钢的耐蚀性5.1高分子材料的腐蚀特性和影响因素渗透：高分子材料处于环境中，腐蚀性介质通过材料表面渗入内部，同时，材料的可溶成分及腐蚀产物逆向扩散进入介质。溶胀：相当数量的介质小分子渗入高聚物内部，引起高分子材料宏观上的体积和重量的增加溶解：如果大分子间无交联键，溶胀可以一直进行下去，大分子充分溶剂化后会缓慢的向溶剂中扩散，形成均一的溶液1、溶胀、溶解与渗透5.1高分子材料的腐蚀

2、特性和影响因素2、化学腐蚀--氧化聚二烯烃>聚丙烯>低密度聚乙烯>高密度聚乙烯5.1高分子材料的腐蚀特性和影响因素加聚反应合成的产物的主链“C—C”共价键不易水解杂链高聚物易水解，杂原子与碳原子键的极性越大，越易水解高分子材料的水解基团在酸碱介质中的水解活化能越高，越不易水解耐酸性介质水解的能力：醚键>酰胺键或酰亚胺键>酯键>硅氧键耐碱性介质水解的能力：酰胺键或酰亚胺键>酯键2、化学腐蚀--水解5.1高分子材料的腐蚀特性和影响因素在某些条件下，高分子材料在应力和腐蚀性质共同作用下，发生类似金属应力腐蚀破裂的现象，出现裂纹，并不

3、断发展直至脆断。3、应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂的规律：大分子链及链段沿应力方向移动：拉应力作用下：材料的质量↑，机械强度↓正应力作用下：材料的质量增加趋势↓在长期静负荷及交变应力作用下，腐蚀性介质中，蠕变强度↓、疲劳强度↓受多向应力作用或存在较大应变的高分子材料，可能发生环境应力开裂耐环境应力开裂的能力与材料本性和介质本性有关：部分结晶的塑料，晶区有应力集中，在晶区与非晶区的交界处产生裂纹的倾向性就大应力集中部位，环境应力开裂的可能性大分子量小、分布窄的高聚物比大分子量的易发生开裂在具有中等溶胀能力的醇类、蓖麻油等活性介质中，材

4、料易发生环境应力开裂5.1高分子材料的腐蚀特性和影响因素影响高分子材料老化的因素：阳光温度湿度其他作用4、老化（耐侯性）紫外线红外线水分、雨雪5.2耐腐蚀的高分子材料1、硬聚氯乙烯塑料：nCH2﹦CHCl→〔CH2—CH·Cl〕n材料的溶解性和渗透性增加聚合物裂解交联氧化产物降解交联（老化）5.2耐腐蚀的高分子材料1、硬聚氯乙烯塑料：nCH2﹦CHCl→〔CH2—CH·Cl〕n常用耐腐蚀部件和设备：贮槽、塔设备、电除雾器、离心泵、风机、管道、管件及阀门等研制开发改性的聚氯乙烯：FR-PVCC-PVC玻璃钢增强PVCPVC使用实

5、例见P1045.2耐腐蚀的高分子材料2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点根据PVC材料的特性和具体使用条件确定许用应力和安全系数以长期拉伸强度作为计算许用应力的依据焊缝系数0.85~0.95，一般取0.6采用单面或双面加强焊提高焊缝强度、保护焊缝；焊缝尽可能错开（多块板材）5.2耐腐蚀的高分子材料2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点顶盖和筒体结构应采取措施加强刚性，防止变形5.2耐腐蚀的高分子材料2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点避免焊缝本体和焊缝边线的母材断面的剧烈变化5.2耐腐蚀的高分子材料2、硬聚氯乙烯设备结构设计特点考虑到材料的膨胀系

6、数，金属加强构件与塑料设备之间允许相对自由位移；长管道，加膨胀结利用PVC的热塑性，管道之间采用热胀承插的结构连接PVC的强度的原因，设备不能承受过大的载荷5.2耐腐蚀的高分子材料3、其他塑料（1）聚丙烯塑料（PP）具有良好的耐蚀性、耐溶剂性、耐热性（>PVC）可以采用热塑性塑料的加工方法、可以焊接常用于制作化工管道、贮槽、衬里等石墨改性PP，可做PP换热器线膨胀系数PP=3线膨胀系数PVC杨氏模量PP=1/8杨氏模量PVC热膨胀和刚性问题5.2耐腐蚀的高分子材料3、其他塑料(2)氟塑料：含F原子的塑料的总称。具有耐蚀、耐热、

7、自润滑性聚四氟乙烯（PTFE，F-4）聚三氟氯乙烯（PCTFE，F–3）聚全氟乙丙烯（FEP，F–46）5.2耐腐蚀的高分子材料3、其他塑料聚四氟乙烯（PTFE，F-4）〔 CF2- CF2〕n高化学惰性耐蚀性耐热性耐老化性机械强度、刚性低线膨胀系数大导热性差熔点高，成型加工困难难粘结或焊接用做摩擦件和密封件，用在高温或强腐蚀场合5.2耐腐蚀的高分子材料（2）氟塑料聚三氟氯乙烯（PCTFE，F–3）聚全氟乙丙烯（FEP，F–46）〔 CF2- CF 〕nCl-[-[-CF2-CF2-]x--[-CF-CF2-]y-]-nFEP

8、熔点