非金属结构材料的耐蚀特性知识分享.ppt

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1、非金属结构材料的耐蚀特性课堂互动2影响高分子材料老化的因素：阳光温度湿度其他作用老化（耐侯性）紫外线红外线水分、雨雪一、老化化学解质或在光、热、应力作用下高分子材料重量、体积、强度等性能发生质变丧失使用性能的过程称为“老化”。§5-1高分子材料腐蚀特性和影响因素3影响老化的因素（1）温度：升高温度，引起热老化并促进化学老化，增塑剂挥发等；（2）阳光：阳光下聚合物基团吸收与它固有频率相应的紫外光波，使高聚物大分子中的化学键激发或价键断裂产生自由基，在氧气，水等存在下，发生进一步裂解反应；（3）湿度：大气中水分子，雨雪使高分子材料发生溶胀、水

2、解、变形、表面龟裂；（4）其它作用：在光、热作用下，大气中氧气、二氧化碳、硫化氢、二氧化硫与高分子材料反应、裂解；风、雨、雪、尘等对设备的冲刷作用。4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:相当数量介质小分子渗入高聚物内部，引起高分子材料宏观上体积和重量增加的现象称为溶胀。具有交联结构体型高聚物，只能交联键伸直，难断裂，发生溶胀。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缓慢向溶剂扩散，形成均匀溶液的过程称为溶解。溶解性遵循极性相似相溶原则。

3、线性高聚物溶胀进而溶解。二、渗透溶胀溶解5三、化学腐蚀—氧化与水解氧和水具有很大渗透能力和反应活性，反应使主键断裂。氧化和水解是高分子材料腐蚀破坏的常见反应。尤其温度高于150—200℃时。烯烃类聚合物大分子链中，在双键α—位碳原子或连有三个碳原子的叔碳原子的氢，结合力弱，易氧化形成氢过氧化物。化学腐蚀--氧化6化学腐蚀--氧化易氧化程度依次为：聚二烯烃>聚丙烯>低密度聚乙烯>高密度聚乙烯。烯烃大分子引入卤素，杂链大分子抗氧化能力改善。7加聚反应合成的产物的主链“C—C”共价键不易水解；杂链高聚物中杂原子与碳原子形成极性键易受到极性很大水分

4、子攻击。杂原子与碳原子键的极性越大，越易水解,在酸、碱催化作用下更易进行；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；化学腐蚀--水解耐酸性介质水解能力依次为：醚键>酰胺键或酰亚胺键>酯键>硅氧键。耐碱性介质水解能力:酰胺键或酰亚胺键>酯键。8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↓四、应力腐蚀在某些条件下，高分子材料在应力和腐蚀介质共同作用下，介质溶入材料内部，应力增大，耐腐蚀性能急剧下降，发生类似金属应力腐蚀破裂的现象，出现裂纹，并不断发展直至脆断。其规律：

5、（1）拉应力促进腐蚀：材料受外加负荷或加工过程残余应力作用时，9（2）蠕变和疲劳：长期静负荷作用及交变应力状态下，腐蚀性介质中，会发生蠕变和疲劳；蠕变强度↓、疲劳强度↓（3）环境应力开裂：受多向应力或较大应变作用下的高分子材料，在某些环境介质中可能产生银纹,发生环境应力开裂。10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，材料易发生

6、环境应力开裂。11聚氯乙烯塑料是以聚氯乙烯树脂为主要原料，加入增塑剂、稳定剂、润滑剂、颜料剂等经捏合、混炼和成型加工过程而制的。按100份树脂加30-70份增塑剂的塑料，质地柔软，称软聚氯乙烯塑料。通常不加或加少量增塑剂（不超过5份）的称硬聚氯乙烯塑料。§5-2耐腐蚀高分子材料一、聚氯乙烯12除强氧化剂（如浓度大于50%硝酸、发烟硫酸），芳香族、氯代碳氢化合物（如苯、甲苯、氯苯）及酮类外，能耐大部分酸、碱、盐类、碳氢化合物、有机溶剂等介质腐蚀。1.耐蚀性能：分子结构中不含有活性较大基团，主链全是非极性共价键C-C联结而成，故具有良好的化学

7、稳定性。影响耐蚀性能因素：温度、应力、介质。温度、内应力越高腐蚀速率越快。13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）与强氧化性介质接触，会被氧化，在光、热或机械作用下易发生脱氯化氢反应，导致降解和交联、变硬、变脆亦发生“老化”。142.应用：良好耐蚀性，一定机械强度，成型加工和焊接方便，所以应用广泛。可制作贮槽、塔设备、电除雾器、离心泵、风机、管道、管件、阀门等。制成纤维布耐酸、耐碱、低价作滤布。P134表5-4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

8、0.85~0.95，一般取0.6。3.设备结构设计特点：15刚性较小，防止变形，顶盖，筒体结构应采用加强性措施；避免焊缝本体和焊缝边线的母材断面的剧烈变化；16采用双面或单面对接