Разрушение полимеров в жидких агрессивных средах

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]

VII.2. РАЗРУШЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ В ЖИДКИХ АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ [c.171]

Воздействие химически агрессивной среды на полимер можно рассматривать постадийно диффузия реагента (среды) к поверхности материала, сорбция реагента (среды) полимеро М, диффузия реагента (среды) в твердой фазе (полимере), химические превращения (реакции) между сорбированной средой и полимером (химическая сорбция), диффузия продуктов реакции внутри полимера к его поверхности, диффузия продуктов реакции с поверхности полимерного материала в газовую нли жидкую среду. Последние две стадии уже не имеют решающего значения и, по существу, являются результатом разрушения этого материала. [c.35]

Действие агрессивных сред на каучуки и резины, находящиеся в ненапряженном состоянии, рассматривается в монографии [5], где также обсуждается влияние на процесс разрушения химического строения и структуры полимеров и факторов, относящихся к среде. При химическом взаимодействии резин с жидкостью или газом могут происходить необратимые изменения каучуковой основы, в результате чего обкладки или покрытия на металлах утрачивают защитные свойства. К высокоактивным химическим средам следует отнести нагретые растворы азотной и соляной кислот, концентрированную серную кислоту, неорганические и органические пероксиды, озон, фтор, хлор и другие галогены. Особо следует выделить жидкие органические кислоты, которые могут при высоких концентрациях проявлять себя и как реакционноспособные соединения и как органические растворители. В качестве первых они реагируют с макромолекулами сшитого каучука, в качестве вторых — сильно ослабляют межмолекулярные связи. Водные растворы большинства минеральных солей, а также кислот, не обладающих окисляющими свойствами, при средних концентрациях и температурах диффундируют в резины, вызывая набухание без деструктивного распада макромолекулы каучука. В этом случае основная нагрузка падает на адгезионный подслой, который должен служить дополнительным антикоррозионным барьером. Здесь уместно заметить, что большинство антикоррозионных резин на основе карбоцепных каучуков (а возможно, и других) обладают избирательной диффузионной проницаемостью, т. е. проявляют мембранный эффект. Именно поэтому они, например, в дистиллированной воде набухают больше, чем в морской, а в морской больше, чем в концентрированных растворах минеральных солей. На некоторые гетероцепные каучуки, например на полиэфируретаны, горячая вода оказывает химическое действие, вызывая гидролитическую деструкцию макромолекул. [c.7]

Переход в окружающие жидкие среды остатков катализаторов-соединений хрома, титана, алюминия, хлора, ванадия — из полиэтилена среднего и низкого давления и полипропилена осуществляется главным образом с поверхностных слоев материала. При комнатной температуре ионы хлора мигрируют из этих полимеров только в начальный период их контакта с водой, а при последующем настаивании миграция прекращается. Миграция остатков катализаторов усиливается при повышении температуры, pH и степени агрессивности жидкой среды, увеличении длительности контакта, а также при разрушении полимера, когда для проникновения жидкой среды становятся доступными более глубокие слои полимера. Концентрация мигрирующих в пищевые среды или их модели остатков катализаторов в виде ионов не должна превышать соответствующих допустимых количеств миграции. Проверка ДКМ входит в задачи санитарно-химического контроля полимеров. [c.30]

Для полимеров в твердом состоянии характерно коррозионное разрушение в результате сорбции инертной агрессивной среды (эфиры, бензол, гексан, жидкий водород, жидкий азот) и сорбции химически агрессивных веществ, которая может сопровождаться процессами гидролиза, ацидолиза, алкоголиза и т. д. В последнем случае действие химически агрессивных веществ может носить смешанный или чисто физический характер. Об этом можно судить по значениям энергии активации процесса и по степени ее уменьшения под влиянием среды. Сколько-нибудь полные данные, однако, по этому вопросу отсутствуют. [c.155]

В процессе эксплуатации покрытия могут испытывать воздействие различных химических агентов кислорода воздуха и других газов, воды, водных растворов кислот, щелочей, солей, растворителей, жидкого топлива, нефтепродуктов, пищевых продуктов и т. д. Воздействие может быть индивидуальным и комплексным с участием одной или многих разнообразных сред. Если сопротивление материала пленки протеканию химических и физических процессов окажется недостаточным, произойдет ее разрущение. Последнее обычно начинается с обратимых физических процессов, которые перерастают в необратимые химические. Так, пролитая на полированном столе вода может вызвать побеление пленки лака. При быстром удалении воды побеление (результат набухания полимера) может исчезнуть, если же вода действует длительно, она может вызвать необратимый процесс гидролиза пленкообразователя, и побеление не исчезнет, несмотря на полное удаление воды. Независимо от характера процессов начальным этапом химического разрушения покрытия являются диффузия и сорбция агрессивных агентов. [c.187]

Жидкая среда, контактируя с образцом в процессе усталостных испытаний при циклическом нагружении, может изменять и ослаблять саморазогрев материала, изменять характер и кинетику релаксационных процессов в субмикро- и микротрещинах, препятствовать частичному смыканию и залечиванию микротрещин и т. п. Сложность явления обусловливает определенную противоречивость имеющихся в литературе немногочисленных экспериментальных данных и их теоретическую трактовку по исследованию усталостного разрушения жестких полимерных материалов в контакте с жидкими агрессивными средами. В некоторых случаях усталостная прочность полимеров в контакте с жидкостью выше, чем на воздухе в других — контакт с жидкостью значительно снижает долговечность при циклическом нагружении. [c.177]

Таким образом, характер и интенсивность разрушения в сильной степени зависят от коэффициента трения полимера по контртелу и от механических свойств полимера. Вследствие этого жидкая агрессивная среда будет оказывать сложное влияние на процесс. Резкое уменьшение коэффициента трения — явно положительный фактор. Пластифицирование поверхностного слоя при набухании жесткого полимера способствует переходу абразивного износа в усталостный, приводит к сдвигу температурных зависимостей этих видов износа в соответствии со смещением температуры стеклования Ввиду влияния агрессивной среды на весь комплекс механических свойств полимера а priori трудно судить о сопротивляемости полимеров истиранию в ее присутствии. Экспериментально исследовано пока два практически важных случая [c.176]

При исследовании деструкции полимеров в среде жидких и газообразных агрессивных веществ Г. Е. Заиковым с сотр. была разработана теория разрушения полимеров под влиянием растворов агрессивного вещества, диффундирующего в полимер, и получены теоретические зависимости, позволяющие решить задачи прогнозирования изменения массы, механических свойств полимерных изделий, находящихся в агрессивной среде, длительности защитного действия полимерных покрытий и т. н. [101—103]. Были предложены методы модификации полимерных материалов путем контролируемого действия на них некоторых агрессивных веществ. [c.122]

Нешотря на многочисленные работы по изучению химической стойкости полимерных материалов в жидких и газообразных агрессивных средах классификация коррозионных процессов для этих материалов отсутствует. В ряде работ приводится перечень коррозионных процессов разрушения полимеров в зависимости от условий их протекания, но не полный [1-2]. [c.67]

Кристаллическое состояние полимера, как и в случае физически агрессивных сред, еще больше затрудняет диффузию и тем самым тормозит взаимодействие его с химически агрессивными средами. Например, исследование действия дымящей азотной кислоты на полиэтилен показало, что па первом этапе кислота, взаимодействуя с двойными связями полимера, разрушает его аморфные участки. Разрушение кристаллов полиэтилена вследствие их низкой проницаемости происходит значительно медленнее, чем аморфных участков. Разрушение кислотой разветвленного полиэтилена, у которого аморфные участки встречаются не только между кристаллами (как у линейного полиэтилена), но и в качестве дефектов решетки, протекает гораздо быстрее, чем линейного. Аналогичные данные были получены при окислении полиэтилена (рис. П.1). Количе- I ство кислорода, взаимодейству-ющее с полимером, находя-щимсй в твердом состоянии, обратно пропорционально степени его кристалличности, т. е. реакция с кислородом в первую очередь протекает в аморфных областях полимера. На этом же свойстве основано травление полиэтилентерефталата в жидком кислороде для выявления [c.35]

В практике пластическими массами называют твердые, прочные и упругие материалы, получаемые из полимерных соединений и формуемые в изделия методами, основанными на использовании их пластических деформаций. Они представляют собой смесь полимерного материала с различными ингредиентами, добавляемым и для улучшения различных свойств полимера пластификаторов, наполнителей стабилизаторов, антиоксидантов, красителей и замутнителей. Для термореактивных полимеров в комплекте поставляется сшивающий агент и в зависимости от условий хранения и переработки ускорители или замедлители отверждения. Пластификаторы добавляют в полимерные материалы для увеличения пластичности, а также для снижения температуры, при которой полимер переходит в текучее состояние. В качестве пластификаторов используют вязкие жидкости с высокой температурой кипения и с низкой летучестью паров. Проникая внутрь полимерного материала, пластификатор как бы раздвигает макромолекулы друг от друга, ослабляя межмолекулярное взаимодействие. В качестве пластификаторов в настоящее время в основном применяются эфиры фталевой кислоты (дибутилфталат, диамил-фталат и т. д.) и фосфорной кислоты (трифенилфосфат, трикрезилфос-фат). Однако жидкие пластификаторы со временем улетают из полимерной композиции, материал становится хрупким. Кроме того, в образующиеся поры проникают агрессивные среды (при их контакте с пластмассой), ускоряя разрушение. Поэтому в настоящее время в качестве пластификаторов стремятся использовать воскоподобные синтетические вещества (например хлорированные парафины), а также добавки к пластическим массам небольших количеств синтетических каучуков. [c.134]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология