腐蚀与防护-第十三章 非金属材料的腐蚀与防护.ppt

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1、非金属材料的腐蚀与防护材料的分类材料无机非金属材料金属材料有机材料：高分子材料硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷等塑料、橡胶、纤维涂料、粘合剂等高温结构陶瓷、光导纤维等一、高分子材料高分子材料的基本知识高分子材料的腐蚀与防护基本概念有机高分子化合物是由有机低分子化合物在一定条件下聚合而成的，具有重复排列链状结构的高聚物。如聚乙烯塑料就是由乙烯聚合而成的高分子材料。低分子化合物（如乙烯CH2=CH2）称为单体高分子材料的基本知识大分子链重复排列的结构单元（如）称为链节，链节重复排列的个数n称为聚合度。聚合度越大，高聚

2、物的大分子链越长，其分子量也就愈大。高聚物与具有明确分子量的低分子化合物不同，同一高聚物因其聚合度不同，大分子链的长短各异，其分子量也就各不相同。通常所说高聚物的分子量是指其分子量的统计平均值。如：聚氯乙烯的分子量为20000～160000。聚乙烯(PE)图例聚丙烯(PP)图例酚醛塑料(PE)图例酚醛塑料(PE)图例环氧塑料(EP)图例环氧塑料(EP)图例结合键作为高聚物单体的低分子化合物必然具备不饱和的键，如各种烯烃类化合物、环状化合物和含有特殊官能团的化合物，在聚合反应中能形成两个以上的新键，把单体低分子

3、变成链节连接成大分子链。否则不能聚合成大分子链，也就不能形成高聚物。在高分子链中原子以共价键结合，这种结合力称为主价力高分子链内组成元素不同，原子间共价键的结合力不同，聚合物的性能因而不同。在高聚物大分子之间一般是分子来链连接的，（靠分子间力连接的）这一结合力—范德华力，称为次价力。高分子化合物的组成与结构大分子链的结构形态：线型：长径比1000:1，具有良好的弹性和塑性，可溶解或溶胀，加热可融化或软化；易于加工成形，可重复使用。热塑性塑料PE、PVC等体型：网状结构，不溶不熔，具有良好的耐热性和强度，但脆性

4、大，弹性塑性低，不能重复使用。热固性树脂—酚醛树脂等高分子的聚集态及性能(晶态、非晶态)1.晶态结构线型聚合物固化时可以结晶，但由于分子链运动较困难，不可能完全结晶。所以晶态聚合物实际为晶区（分子有规律排列）和非晶区（分子无规律排列）两相结构，一般结晶度（晶区所占有的重量百分比）只有50%～85%，特殊情况可达到98%。在结晶聚合物中，晶区与非晶区相互穿插，紧密相连，一个大分子链可以同时穿过许多晶区和非晶区。结晶度：晶区所占的面积。结晶度越大材料的强度、硬度、刚性高，但弹性、伸长率低。高分子的聚集态及性能(晶

5、态、非晶态)2.非晶态结构聚合物凝固时，分子不能规则排列，呈长程无序、近程有序状态。非晶态聚合物分子链的活动能力大，弹性和塑性较好。由于其聚集态结构态是均相的，因而材料各个方向的性能是相同的。晶区非晶区高聚物的三态1.线型无定型高聚物玻璃态：塑料高弹态：橡胶粘流态：粘结剂高聚物的三态2.线型结晶型高聚物只有Tm转变温度，Tm既是熔点，又是粘流转变温度。高分子材料的特点分子量很大（104~107）分子量和分子尺寸的多分散性结构多层次性大分子或聚合物，或高聚物高分子特点高分子材料的优势1.资源2.吸水性3.疏水

6、性4.阻尼性能5.生物性能6.轻质高强7.透明性8.加工性9.耐蚀、绝缘性高聚物的基本特性（1）机械性能①低强度②高弹性和低弹性模量③粘弹性④高耐摩性（2）物理、化学性能①高绝缘性②低耐热性③低导热性④高热膨胀性⑤高化学稳定性⑥老化高分子材料的腐蚀与防护高分子材料的腐蚀高分子材料由于环境因素的物理作用、化学作用或生物作用，导致其物理化学性能和机械性能逐渐退化，以至最终丧失其使用功能的现象称为高分子材料的腐蚀，俗称老化高分子材料腐蚀的各种途径和破坏形式高聚物介质渗入渗透溶出透过迁移化学反应、分解溶剂化、溶胀银纹

7、、龟裂（应力腐蚀）应力温度突变外观变化机械、物理、介电性能下降温度时间（1）物理腐蚀高分子材料的物理腐蚀：在介质中的溶解两种形式：溶胀、溶解介质向材料内部渗透扩散；材料中的某些成分，如增塑剂、稳定剂等添加剂或低相对分子质量组分也会向介质迁移物理腐蚀的影响因素溶剂和高分子材料的化学结构越相似，溶解的可能性越大，如极性相近等非晶态材料结构松散，容易溶解晶态材料结构紧密，分子间作用力强，不容易溶解相对线性非晶态材料来说，分子质量增大，温度降低，溶解减缓（2）化学腐蚀化学腐蚀是指发生不可逆化学反应所导致的腐蚀，它往往

8、是氧化、水解、取代和交联等反应的综合结果分为二类：①酸、碱、盐类的水溶液腐蚀②气体氧化水解反应高分子链中除碳外，还含有O、N、Si等原子，它们与C之间构成极性键，如醚键、酯键、酰胺键等，水能与这些键发生作用如：聚酯的水解反应：氧化反应大气中的氧、臭氧、污染物（NO2、SO2等）在一定的环境条件下使高聚物发生化学反应而破坏降解高聚物的降解过程就是相对分子量下降的过程降解的特征①形态的变化：最初材料表面