Агрессивные среды и механические свойства полимеро

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]

Наряду с физико-механическими свойствами, коррозионная стойкость является определяющим фактором при выборе и использовании полимерного материала в условиях воздействия агрессивных сред. Химическая стойкость полимеров изменяется в широких пределах не только для различных полимеров, но и для одного и того же полимера (в зависимости от марки, сорта и т. д.). Она зависит от структурных особенностей и химических свойств полимеров. [c.66]

Основное внимание в книге уделено изменению механических свойств полимеров и их разрушению в условиях, типичных для их эксплуатации в контакте с агрессивными средами. В связи с тем что большая часть исследований в этой области посвящена резинам, [c.6]

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]

ВЛИЯНИЕ АГРЕССИВНЫХ СРЕД НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ [c.227]

Механические свойства полимеров — комплекс свойств, определяющих механическое поведение полимеров при действии на них внешних сил. Под действием силового поля полимерные изделия деформируются и при определенных механических напряжениях и временах воздействия разрушаются. Изменение различных механических свойств полимерных изделий в силовом и температурном полях подробно рассмотрено в ряде монографий [1—9]. В данной главе рассмотрены механические свойства, изменение которых чаще всего определяется действием агрессивных сред на полимерные изделия. Важнейшими деформационными свойствами являются ползучесть— свойство твердых тел медленно накапливать деформации при воздействии постоянных напряжений и вязкость — свойство тел сопротивляться необратимому изменению формы. Важнейшими прочностными свойствами являются прочность, характеризующаяся напряжением, при котором происходит разрушение полимера в условиях нагружения, ведущегося в определенном режиме роста деформаций, долговечность, определяемая временем от момента нагружения до разрушения полимерного изделия при постоянном напряжении. [c.227]

Химическая деструкция в полимерах имеет двоякое значение. С одной стороны, химические, физические и механические свойства полимеров при контакте с агрессивными средами могут изменяться до такой степени, что изделия становятся непригодными для эксплуатации. С другой стороны, химическая деструкция используется для модификации, утилизации, травления и других целей, т. е. применяется для улучшения тех или иных эксплуатационных свойств полимерных изделий. В первом случае практически важной задачей является уменьшение скорости процесса химической деструкции, т. е. увеличение химической стойкости полимеров. Во втором случае возникает обратная задача — найти условия для более быстрого протекания этих процессов. [c.261]

Футерование химического оборудования термопластами. Защитное действие полимерных покрытий и футеровок в общем случае определяется их химической стойкостью в конкретной агрессивной среде, степенью непроницаемости (барьерная защита), адгезионной прочностью соединения с подложкой, стойкостью к растрескиванию и отслоению, зависящей от внутренних механических свойств полимера и подложки, неравновесностью процессов формирования защитных слоев и соединений. [c.267]

Физико-механические свойства вулканизатов, их стойкость к старению и воздействию агрессивных сред в значительной степени определяются типом полимера. Например, сопротивление разрыву ненаполненных вулканизатов повышается при увеличении вязкости по Муни и уменьшении непредельности бутилкаучука. Способность бутилкаучука к кристаллизации при растяжении обусловливает получение вулканизатов с высокой прочностью без применения [c.350]

Под старением понимают самопроизвольное необратимое, обычно неблагоприятное, изменение свойств материала при хранении и эксплуатации, приводящее к потере им работоспособности. Старение является результатом воздействия на полимер энергетических (тепло, свет, радиация, механические напряжения и т. д.) или химических (кислород и другие химически активные вещества) факторов. В зависимости от того, какой из этих факторов является определяющим, различают тепловое, световое и другие виды старения. В эксплуатационных условиях на изделия обычно действуют одновременно несколько факторов, в результате чего через некоторое время происходит потеря их работоспособности. Практически важным случаем старения является одновременное воздействие механических напряжений и агрессивной среды, в частности утомление при многократных деформациях в активной среде, разрушение при трении и износе в агрессивной среде, химическая релаксация. [c.125]

Принципиальная разница между этими путями формирования сетчатых структур состоит в том, что при их образовании из исходных молекул полимера мы имеем дело с превращением полимера одного качества в другое исходный полимер характеризуется определенными механическими и другими свойствами и до образования в нем сетчатой структуры. Последняя качественно изменяет этот комплекс свойств, повышая механические показатели, устойчивость к повышенным температурам, действию растворителей, агрессивных сред и др. [c.294]

Полимеры, состоящие из атомов углерода, с различной гибридизацией электронных орбиталей ( р, л-р и зр ) образуют аморфные формы углерода. Одна из таких аморфных форм — стеклоуглерод — новый конструкционный материал с рядом ценных свойств, которыми не обладают ни алмаз, ни графит, ни карбин. Температура плавления стеклоуглерода 3700 С, он обладает высокой механической прочностью и устойчивостью по отношению к агрессивным средам. При этом стеклоуглерод имеет малую плотность (до 1,5 г/см ). [c.272]

В справочнике изложены сведения для подбора материалов узлов трения, работающих в агрессивных средах, и приведены рекомендации по выбору износостойких материалов и пар трения, применяемых в условиях эксплуатации химического оборудования. Дана классификация применяемых материалов по группам и приведены химический состав, коррозионная стойкость, физико-механические и антифрикционные свойства металлических. неметаллических и композиционных материалов на основе полимеров и углерода, а также способы повышения износостойкости металлов с помощью покрытий, полученных путем химико-термической обработки или металлизации. [c.2]

Пластмассы характеризуются сравнительно высокой химической стойкостью и широко используются как конструкционные материалы в различных агрессивных средах. Однако нх механические свойства предел прочности, долговечность, пластичность, ползучесть — могут в значительной степени изменяться под влиянием среды. Кроме того, все полимерные материалы подвержены старению, вызванному деструкцией полимера, испарением пластификатора или другими процессами, приводящими к разрушению химических и физических связей в полимере. Воздействие химических веществ, тепла, влажности и механических напряжений усиливает процесс старения. Большинство пластмасс в большей или меньшей степени набухают в различных жидкостях. Набухание сопровождается изменением объема, механических, электрических, оптических свойств. [c.92]

При контакте с агрессивными средами свойства полимерных материалов изменяются в большей или меньшей степени в зависимости от вида материала, его химической стойкости и других факторов. В первую очередь, как правило, изменяются механические свойства полимерных материалов — их прочность и эластичность. Степень этих изменений обусловливается в равной мере как природой среды, так и природой полимера [37]. В зависимости от агрессивной среды может происходить понижение прочности в результате поверхностно-адсорбционного эффекта или вследствие химического взаимодействия с полимером. [c.87]

При контакте полимеров с агрессивной средой наблюдаются явления сорбции и адсорбции. Сорбция вызывает ослабление межмолекулярных связей в полимере, адсорбция приводит к изменению значения поверхностной энергии на границе полимер—среда. В результате этих процессов, особенно при повышенной температуре и наличии нагрузки, могут изменяться механические, диэлектрические свойства полимеров, их адгезионная способность. [c.55]

Среди полимерных материалов особое значение в настоящее время приобретают полиолефины — полиэтилен, полипропилен, сополимеры этилена и пропилена. Эти полимеры обладают высокой механической прочностью, низкой плотностью, гибкостью при низких температурах, высокой ударной прочностью, влагостойкостью, отличными электроизоляционными свойствами и рядом других свойств. Однако, как и большинство других высокомолекулярных соединений, полиолефины под влиянием атмосферных условий, повышенной температуры, света, агрессивных сред и ряда других факторов подвержены окислительно-деструктивным процессам. В процессе старения полиолефины теряют эластичность, становятся хрупкими, растрескиваются, теряют механическую прочность, диэлектрические свойства, в большинстве случаев изменяют окраску и т. д. [c.91]

Обследование коррозионного состояния оборудования производства ПЭНД показывает, что основной причиной коррозии аппаратуры является воздействие на нее агрессивной среды, которая содержит хлороводород, образующийся при разложении катализатора. Процесс коррозии оборудования приводит к уменьшению его срока службы, частым ремонтам аппаратуры и загрязнению полиэтилена продуктами коррозии. Соединения железа, попадающие в полимер, отрицательно влияют на его физико-химические и механические свойства. Они вызывают преждевременное старение (деструкцию) полимера, нежелательную окрашиваемость изделий в темно-серый цвет, увеличивают хрупкость, снижают диэлектрические свойства полимера. Кроме того, при коррозии аппаратуры, покрытой лаками, бывает, что частицы лака попадают в полиэтилен, что проводит к его вспучиванию или к образованию пор внутри полимера. [c.236]

Перечисленные вопросы связаны с одной из фундаментальных проблем физики твердого тела — влиянием агрессивных сред на механические свойства и структуру твердых тел вообще и твердых полимеров, в частности. [c.99]

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]

Синтетические каучуки, как и большинство полимеров, под влиянием различных факторов претерпевают необратимые изменения, сопровождающиеся полной или частичной потерей ими основных свойств. Подобные необратимые процессы принято называть старением полимеров. Старение полимеров может быть вызвано различными причинами (действием кислорода, тепла, озона, света, радиации, агрессивных сред, механическими воздействиями) и сопровождается изменением как микро-, так и макроструктуры полимера. Способность полимера сохранять свои свой-С7ва принято называть его стабильностью, а совокупность мероприятий, предотвращающих частично или полностью процессы старения, носит название стабилизации полимеров. [c.618]

Полимерные материалы, так же как и низкомолекулярные, в процессе эксплуатации подвергаются агрессивному воздействию окружающей среды и, в частности, действию адсорбционноактивных сред. В чем же состоят особенности действия жидких сред на механические свойства полимеров Эти особенности, прежде всего, связаны с цепным строением полимерных молекул, их гибкостью, обусловливающей целый ряд характерных физико-механических свойств полимеров. [c.102]

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 действии агрессивных сред и высоких температур физико-механические свойства полимера изменяются незначительно. Материал не стареет при длительном светово.м, атмосферном и тепловом (до 200° С) воздействии. [c.410]

В зависимости от состава, всем высокомолекулярным синтетическим материалам присущи свойства, выгодно отличающие их от металлов и от силикатных материалов. К числу этих свойств относятся простота изготовления деталей и аппаратов сложных конструкций, высокая устойчивость в агрессивных средах, низкая плотность изделий (пе превышаю Щая 1,8 Мг1м , а в большинстве случаев равная 1,0—, > Мг м ) возможность и широких пределах изменять механическую прочность для статических и динамических нагрузок как правило, высокая стойкость к истирающим усилиям хорошие диэлектрические и теило-изоляционные свойства в1)1сокне клеящие свойства некоторых полимеров (позволяющие использовать их для изготовления клеев и замазок) уплотнительные и герметизирующие свойства отдельных полимеров способность поглощать п гасить вибрации способность образовывать чрезвычайно тонкие пленки. [c.392]

Полиэтилен отличается высокой стойкостью к действию различных агрессивных сред. При комнатной температуре под действием кислот он не набухает и ие изменяет физико-механиче-еких свойств. При нагревании набухание полиэтилена в раство рах кислот или и eлoчeй постепенно возрастает и одновременн снижается механическая прочность полимера. Копцентрироваи-пая азотная кислота вызывает заметное разрушение полиэтилена уже при комнатной температуре, а с повышением температуры разрушающее действие азотной кислоты иа полиэтилен быстро увеличивается. [c.211]

Безусловно, что в кратком обзоре невозможно охарактеризо- вать все классы неорганических материалов, однако нельзя не сказать о графитовых материалах, которые выделяются исключительно высокой теплопроводностью, превышающей теплопроводность многих металлов и сплавов. Это качество наряду с химической инертностью и термической стойкостью при резких перепадах температур, высокой электрической проводимостью и хорошими механическими свойствами сделали графит и материалы на его основе незаменимыми в различных областях техники и промышленности. В частности, в химической промышленности применение графита особенно эффективно для изготовления теплообменной аппаратуры, эксплуатируемой в агрессивных средах. На ее поверхности в значительно меньшей степени откладываются накипь и загрязнения, чем на поверхности всех других металлических и неметаллических материалов. Сырьем для получения искусственного графита служит нефтяной кокс, к которому добавляют каменноугольный пек, играющий роль вяжущего материала при формовании изделий из графитовой шихты. Сам цикл получения изделий включает измельчение и прокаливание сырья, смешение шихты, прессование, обжиг и графитизацию. Условия обжига тщательно подбирают, чтобы избежать появления механических напряжений и микротрещин. При графитизации обожженных изделий, проводимой при температуре 2800—3000 °С, происходит образование упорядоченной кристаллической структуры из первоначально аморфизованной массы. Чтобы изделиям из графита придать непроницаемость по отношению к газам, их пропитывают полимерами, чаще всего фенолформальдегидными, или кремнийор-ганическими смолами, или полимерами дивинилацетилена. Пропитанный графит химически стоек даже при повышенных температурах. На основе графита и фенолформальдегидных смол в настоящее время получают новые материалы, свойства которых существенно зависят от способа приготовления. Материалы, формируемые при повышенных давлениях и температурах, известны под названием графитопластов, а материалы, получаемые холодным литьем, названы графитолитами. Графитолит, например, применяют не только как конструкционный, но и как футеровочный материал. Он отверждается при температуре 10 °С в течение 10—15 мин, имеет высокую адгезию ко многим материалам, хорошо проводит теплоту и может эксплуатироваться вплоть до 140—150°С. В последнее время разработан метод закрытия пор графита путем отложения в них чистого углерода. Для этого графит обрабатывают углеводородными соединениями при высокой температуре. Образующийся твердый углерод уплотняет графит, а летучие продукты удаляются. Такой графит назван пироуглеродом. [c.153]

Приведенные данные свидетельствуют о необходимости использования для упаковки ПЛС более прогрессивных полимерных материалов, обладающих комплексом ценных свойств, не присущих другим материалам при удовлетворительной механической прочности, жесткости и поверхностной твердости они обладают меньшей хрупкостью, чем стекло, или вовсе лишены ее многие пластмассы химически инертны и нейтральны и в то же время устойчивы к действию щелочей, кислот, окислителей, восстановителей и других агрессивных сред. Кроме того, они могут перерабатываться в изделия сложной конфигурации, а эластичность некоторых полимеров позволяет создавать из них принципиально новые конструкции упаковочных средств различной (шестимости (от 50 до 1000 мл). Важным свойством многих полимеров является прозрачность [20]. [c.383]

Асбесты, благодаря присущим им свойствам (способность расщепляться на волокна, механическая прочность, устойчивость к агрессивным средам, огнестойкость, жаропрочность, способность к набуханию, звуко- и электроизоляционные свойства, адсорбция жидких и газообразных веществ), находят широкое применение в различных отраслях науки и техники (в чистом виде и в качестве наполнителей полимеров, керамики, цемента). Основными потребителями асбестов и материалов на их основе являются электротехническая, резинотехническая, асбестоцементная, асбестотекстильная, строительная, химическая, бумажная и другие отрасли промышленности асбест используется в атомной энергетике, в производстве космических кораблей и авиапромышленности в качестве смазочных материалов. [c.107]

Способность поверхности полимерной пленки выдерживать воздействие агрессивной среды в нагруженном состоянии называется сопротивлением к трещинообразованию под действием напряжения и окружающей среды. Это свойство зависит от природы и уровня приложенных напряжений, от термической предыстории образца (процесс также носит название коррозия под напряжением ) и при наличия определенных факторов окружающей среды [57]. Например, в присутствии мыла, смачивающих веществ и детергентов ПЭ могут испытывать механическое разрушение в виде трещин. Обычно повышенная коррозия под напряжением возникает при увеличении молекулярной массы полимера. Тест ASTM D1693 [58] разработан специально для характеризации сопротивления [c.325]

Физико-механические свойотва полиэтилена низкой и высокой плотности в сравнении с некоторыми материалами приведены в таблицах 27 и 28. Химическая стойкость труб из полиэтилена при действии различных агрессивных сред определяется содержанием в ооставе полиэтилена наполнителя, качеством исходного полимера и зависит от температуры и концентрации агрессивной среды.По данным некоторых исследователей, введение наполнителей повышает механические свойства и снижает стоимость полиэтиленовых труб, но снижает их механическую стойкость [э]. Результатом снижения химической стойкости полиэтиленовых труб является их набухание, увеличение массы, изменение цвета, ухудшение механическихавойотв материала. Набухание предшествует разлолЕению материала и является началом диффузионного процесса воздействия агрессивной среды яа полиэтилен во времени. Б зависимости от температуры и среды очаги разрушения лрояикают в глубь материала, а связанное с набуханием увеличение объеме вызывает значительные напряжения, которые приводят к разрушению структуры полиэтиленовых труб. [c.67]

Учитывая зависимость механических характеристик полимерных материалов от температуры (снижение предела прочности при нагревании и нарастание фупких свойств при минусовых температурах для некоторых полимеров), а также снижение этих характеристик в условиях воздействия агрессивных сред, при проектировании следует ограничивать предел применения полимерных труб в следувдем интервале температур [c.84]

Для антикоррозионной защиты крупногабаритного оборудования, работающего в условиях агрессивных сред в производствах минеральных солей (концентратов, промывных башен и пр.), применяют покрытие из кислотоупорных плиток и других кислотоупоров, а также кислотоупорные цементы (кварцевый, кремнефтористый и пр.). Для защиты химической аппаратуры и строительных конструкций применяются плитки и изделия из стеклокристаллического материала, кислотоупорный клинкерный кирпич, керамические плитки и т. п. В химической промышленности распространены эмалевые покрытия. В настоящее время освоены ситталевые эмали, обладающие высокими механическими и термическими свойствами. Широкое применение для антикоррозионных целей имеют материалы из пластмасс винипласта, полиэтилена, фаолита, текстолита и пр. Одним из наиболее стойких материалов является фторопласт, обладающий коррозионной стойкостью ко всем кислотам и щелочам. Для изготовления теплообменной аппаратуры, работающей в условиях воздействия агрессивных жидкостей и газов, применяют графит, графолит и другие графитовые материалы. Для защиты аппаратуры и строительных конструкций от коррозии применяются специальные химически стойкие лакокрасочные материалы на основе перхлорвиниловой смолы, поливинилхлорида и его полимеров, лаков, эпоксидных смол и т. д. [c.87]

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]

Для подшипников скольжения, работающих без смазки или без постоянного подвода смазки, очень ценным материалом является металлофторопластовая лента, применяемая в качестве антифрикционного материала. Свойства фторопласта-4 не изменяются вши-роком интервале температур полимер химически инертный, стойкий к агрессивным средам. Однако применение его в чистом виде для подшипников скольжения ограничено вследствие низкой механической прочности, хладотекучести, малой теплопроводности, высокого коэффициента термического расширения. [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология