Механизм действия агрессивной среды на полимер

Несколько обособленным направлением, объединившим работы В. А. Каргина по механическим свойствам полимеров и по электрохимии, явилось изучение защиты металлических поверхностей, покрытых полимерными пленками, от коррозии. Проведенное им совместно с 3. Я. Берест-невой и М. И. Карякиной исследование привело к оригинальному результату оказалось, что защитное действие полимерных покрытий обусловлено изменением термодинамических условий образования новой фазы па поверхности металла при замене контакта с воздухом или агрессивной средой на контакт с пленкой полимера. Особое значение поэтому имеет работа отрыва пленки от металла, а не проницаемость пленки. Из этого вытекает, что внутренние напряжения в защитной пленке, возникновение и развитие которых, было специально изучено в процессе формования лаковых покрытий В. А. Каргиным, Т. И. Соголовой и М. И. Карякиной, способствуя отрыву покрытия от металла, снижают защитную способность пленки. Эти исследования привели к раскрытию нескольких механизмов возникновения внутренних напряжений в лакокрасочных покрытиях и к разработке новых методов измерения внутренних напряжений в полимерных покрытиях и новых методов исследования коррозии. [c.12]

В монографии изложены теоретические основы химической деструкции полимеров в жидких агрессивных средах. Подробно рассмотрены механизмы распада химически нестойких связей в различных полимерах, типы распада макромолекул, диффузия агрессивных сред в полимерах, макрокинетика распада, влияние агрессивных сред на механические свойства полимеров. Показаны пути определения долговечности и прогнозирования изменения эксплуатационных свойств полимерных изделий в агрессивных средах, а также способы определения защитного действия полимерных покрытий. [c.2]

Наполнители представляют собой белые или слабо окрашенные природные, реже синтетические (осажденные), неорганические порошкообразные вещества кристаллического иногда аморфного строения со сравнительно низким показателем преломления (1,4—1,75). Он мало отличается от показателя преломления масел и смол, поэтому наполнители не обладают укрывистостью в среде неводных пленкообразующих. В водных красках некоторые наполнители после улетучивания воды имеют достаточную укрывистость и могут играть роль пигментов. Наполнители значительно дешевле большинства пигментов и часто добавляются в лакокрасочные материалы для снижения их стоимости. Однако наряду с этим можно путем тщательного подбора соответствующих пигментов и наполнителей значительно улучшить такие характеристики красок, как вязкость, розлив, уменьшить оседание пигментов, повысить механическую прочность и атмосферостойкость лакокрасочных покрытий. В красках с высокой объемной концентрацией пигмента можно сохранить достаточную укрывистость, заменив часть пигментов наполнителями, и тем самым значительно снизить стоимость красок. Наполнители являются активной составной частью сложных лакокрасочных систем и оказывают существенное влияние не только на физико-химические и технические свойства красок и покрытий (твердость, прочность, теплопроводность, теплостойкость, стойкость к действию агрессивных сред диэлектрические, фрикционные и другие свойства), на и на распределение пигмента в пленкообразующем и структурообразование лакокрасочных Систем. Механизм взаимодействия пленкообразующего с наполнителем определяется химической природой этих материалов и характером поверхности наполнителя. Наибольший эффект достигается при возникновении между наполнителем и пленкообразующим химических связей или значительных адгезионных сил. Наполнители, способные к такому взаимодействию с полимерами, называют активными, а не взаимодействующие с полимерами — инертными. [c.404]

Благодаря цепному строению полимеры отличаются гибкостью и большой механической прочностью, пригодны к переработке в тонкие пленки и волокна. Из них получают самые разнообразные изделия — мелко- и крупногабаритные детали машин и механизмов, строительные конструкции, весьма прочные покрытия, устойчивые к действию агрессивных сред, а также высоких и низких температур, изоляционные материалы. Полимеры заменяют легированную сталь и различные металлы, стекло, а вспененные полимеры — пенопласты — используются вместо войлока и ваты в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов. Пластмассы стали самостоятельным классом материалов, без которых не мыслится развитие современной техники. От товаров массового спроса до деталей космических кораблей — таково в настоящее время назначение пластмасс. Постоянно растущие запросы народного хозяйства, порождаемые научно-технической революцией, требуют увеличения масштабов производства пластмасс и разработки новых синтетических материалов. [c.5]

Поскольку скорости и механизм разрушения могут быть совершенно различны при действии агрессивной среды на ненапряженные и напряженные полимеры целесообразно эти случаи рассмотреть отдельно. Среда обычно ускоряет действие напряжения, которое, [c.10]

Реакции, происходящие при старении полимеров, могут протекать по радикальному, ионному и редко по молекулярному механизмам. Радикальные процессы развиваются при эксплуатации полимеров в естественных атмосферных условиях, в космосе, при действии радиации. Ионные процессы обычно имеют значение при эксплуатации полимеров в агрессивных средах. [c.66]

Сочетание полимеров и металлов используют главным образом при конструировании узлов машин и механизмов, работающих в агрессивных средах, когда необходимо защитить металл от коррозии. В таких конструкциях непосредственно со средой контактируют поверхностные слои полимера. В наиболее сложных условиях работают защитные покрытия на металлах, в которых тонкий слой (150—250 мкм) полимера адгезионно соединен с металлом. Поэтому в настоящей главе более подробно будут рассмотрены долговечность и разрушение поверхностных слоев полимера и зоны контакта полимера и металла в полимерных покрытиях при действии атмосферных факторов и жидких агрессивных сред — т. е. в условиях, в которых эксплуатируется более 80% машин, механизмов и строительных конструкций., [c.245]

По механизму процесса для органических замазок характерна химическая коррозия. Все виды коррозионного разрушения связаны с химическим взаимодействием полимера или его составных частей с агрессивной средой за исключением коррозионного растрескивания. Все жидкости, даже такие, которые при обычных условиях не вызывают заметного набухания и изменения прочностных свойств при действии нагрузки, как правило, снижают прочность и изменяют характер разрушения полимеров. [c.70]

Полиолефины не являются долговечными материалами, им свойственно термоокислительное старение, протекающее по типичному механизму радикально-цепных окислительных реакций [185]. Инициируют старение повышенные температуры переработки и эксплуатации, действие света, агрессивных сред, влияние атмосферных условий и механические нагрузки. В результате ухудшаются эксплуатационные свойства полимера — эластичность, механическая прочность, диэлектрические свойства, изменяется окраска, увеличивается хрупкость. [c.173]

Для простых случаев химического взаимодействия, не осложненных изменением механизма процесса в системе ненапряженный эластомер— жидкая среда, определяющим процессом является диффузия среды в резину. Об этом свидетельствуют как небольшие значения энергии активации, например при действии соляной кислоты на СКС-30-1, вулканизованный оксидом магния и = 26,6 кДж/моль), так и прямолинейная зависимость параметра, характеризующего скорость реакции от [298, 299]. Поэтому для прогнозирования изменения свойств полимера, если они непосредственно связаны с диффузией (например, защитная способность полимерного покрытия) можно использовать известные зависимости диффузии от концентрации среды и температуры. При наличии достаточно чувствительных методов определения проникновения жидкой среды в резину прогнозирование срока службы сравнительно толстого защитного покрытия можно осуществить и но экспериментальным данным, полученным за короткое время и без ускорения диффузии, т. е. в тех условиях, при которых покрытие работает (например, при диффузии соляной кислоты в гуммировочные резины на основе бутадиен-стирольных каучуков [265]). Уменьшение толщины неразрушенного слоя резины в процессе диффузии паров химически агрессивных сред в резины из СКИ-3, СКМ.С-10, СКН-18 + наирит используется для прогнозирования защитной способности этих резин. [c.138]

Кислоты и основания являются наиболее распространенными агрессивными средами. Соли являются менее распространенными и менее активными агрессивными средами, чем кислоты и основания. Действие кислых и основных солей на полимеры можно в первом приближении рассматривать как действие слабых кислот и оснований. Механизм действия нейтральных солей на полимеры в настоящее время практически не изучен, и поэтому неясно, как количественно характеризовать каталитическое действие растворов таких солей. [c.11]

В вопросе о роли и месте сорбционно-диффузионных процессов и адгезии в защитном действии полимерных покрытий от коррозии нет единой точки зрения. Более того, авторы исследования [412], ссылаясь на литературные источники, высказывают прямо противоположные мнения о природе лимитирующей стадии, в том числе дают ссылку на работу [413], в которой роль адгезии совершенно исключается. В [412] предложено разделить полимерные покрытия на три вида по механизму защиты адгезионному , барьерному и смешанному . Целесообраз ность попыток такой классификации не вызывает сомнений, однако, во-первых, авторы не пошли дальше гипотетической схемы, и, во-вторых, составление такой классификации применительно к проблеме защиты от коррозии на основании нескольких экспериментов и общих рассуждений представляется весьма трудной задачей, поскольку при этом необходимо учесть ряд факторов внешние условия, коррозионную активность среды по отношению к металлу, константы переноса и растворимости компонентов агрессивной среды в полимере и т. п. [c.272]

Стойкость к действию природных условий. Приборами и механизмами, имеющими клеевые соединения, пользуются в различных климатических условиях. Клеевой шов подвергается воздействию повышенной или пониженной влажности, морского тумана, плесневых грибков, солнечной радиации, воды и агрессивных сред. Высокую атмосферостойкость имеют фенолокаучуковые клеевые композиции, прочность которых, как показывает опыт, снижается за 10 лет эксплуатации на 10—15%. Для эпоксидных клеев наблюдается значительное падение прочности при сдвиге (до 50%) уже через 1—2 года. Для клеев, эксплуатирующихся в условиях иовышенной влажности и в воде,. необходимо применять гидрофобные наполнители и в качестве связующих выбирать полимеры с небольшим числом гидроксильных и карбоксильных (полярных) функциональных групп. [c.32]

Природа активных центров. Как уже отмечалось, С. нолимеров и их превращение в присутствии стабилизаторов могут протекать по радикальному, ионному и молекулярному механизмам. Разрушение лшогих материалов при их эксплуатации в естественных атмосферных условиях, в космосе, при действии радиации часто связано с радикальными реакциями. Ионные процессы обычно имеют значение нри деструкции в агрессивных средах и, но-вндимому, в случае С. нек-рых полимеров, имеюи ,их в макромолекуле высокополярные группы. Молекулярные механизмы, как правило, не имеют существенного влияния на общее течение С. [c.240]

Пятая глава посвящена иитрозополимерам — уникальному классу высокомолекулярных соединений, не имеющему аналогий среди обычных полимеров. Сочетание исключительной стойкости к действию кислорода и агрессивных сред с морозостойкостью позволило рекомендовать их в качестве материалов для ракетной и космической техники, в частности для космических кораблей типа Апполон . Относительно невысокая термическая стабильность, токсичность некоторых продуктов распада, а также высокая стоимость существенно ограничивают области использования этих интересных полимеров. Детально рассмотрен механизм образования нитрозополимеров, у которых наблюдается строгое чередование звеньев нитрозосоединения и перфторолефина. [c.6]

Анализ имеющихся данных о закономерностях разрушения различных материалов под влиянием напряжения в присутствии агрессивных сред п без них показывает, что коррозионное растрескивание является одним пз видов статической усталости материала, резко ускоряемой воздействием среды. Хотя механизм разрушения связей при растрескивании металлов, твердых и эластических цоли-меров различен, общим в этом процессе является само ослабление связен под действием внешнего агента, локальное развитие разрушения пз-за микронеоднородности материала, рост трещин поперек поля напряжений в отсутствие ориентации и вдоль поля напряжений в ориентированном полимере (резппы поликарбонат полиамиды фторопласт ). [c.71]

При механическом воздейств ии на высокомолекулярное вещество энерпия рас.кодуегся на деформацию валентных углов н на разрыв полимерной цепи. Эти процессы вызывают уменьшение -величины энергии активации реакций химического превращения полимеров, подвергающихся действию сил агрессивной среды. При действии механических онл деструкция протекает по радикальному ил и ионному механизму, или же оба механизма могут сочетаться. Образование полимерных радикалов можно ож Идать в кум случае, если полимеры обладают ковалентными связями [c.71]

Ввиду сложности состава полимерных материалов и многообразия условий их переработки, хранения к эксплуатации типы и механизмы старения и способы стабилизации полимеров очень разнообразны. Традиционно различают термическое, термоокислительное, фото- и радиационно-химическое старение, хемодеструкцию под влиянием агрессивных сред (кислот, щелочей, озона и др.), механодеструкцию, биохимическое и микробиологическое старение, разрушение полимеров под действием лазерного, космического излучений, пламени и т. д. Такое деление часто бывает условным, потому что на практике полимерные материалы подвергаются одновременно воздействию многих факторов, и поэтому процессы старения разных типов обычно сосуществуют. Конкретные типы старения и способы стабилизации рассмотрены в целом ряде книг [2—20]. [c.21]