聚合物材料的腐蚀，你了解吗？

2017-08-01 09:52:57 作者：本网整理来源：腐蚀与防护分享至：

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导读：聚合物材料几乎都不耐腐蚀。因此我们有必要理解这些材料腐蚀的复杂性，从而避免材料可能产生的失效。

聚合物材料用途广泛，因此，导致这些材料发生腐蚀的因素有很多。在一个特定的腐蚀环境下，我们无法准确预见聚合物材料的寿命，因此，清楚地了解聚合物材料的组成和反应机理是十分必要的。

什么是聚合物材料？

仅从字面意思理解，聚合物材料就是高分子化合物为主要组分的材料。而高分子化合物（通常是基于碳元素），是由许多相同的、简单结构的小分子（单体）通过共价键重复连接而成的。

聚合物材料可分类为：

1. 不存在交联的热塑性塑料。（其在加热后会软化，并可以反复重塑。）

2. 密集交联的热固性材料。（其在加热后温和软化，并最终降解。）

3. 弹性体（也称为橡胶）。（其交联网并不密集，受到适度的力的作用后会发生变形。）

聚合物材料的腐蚀分类

根据聚合物材料的腐蚀机理，我们通常将其腐蚀类型分为以下几类：

· 分解或降解，是由于吸收、渗透、溶剂化作用或多种因素共同作用引起的

· 化学键受到破坏，是由于发生氧化反应

· 酯键受到破坏，是由于发生水解反应

· 辐射

· 热降解，是由于涉及了解聚（合）作用或再聚合作用

· 脱水作用（相当少见）

· 上述任何组合

这类破坏带来的结果包括软化、烧焦、开裂、分层、脆化、变色、溶解或溶胀。

此外，聚合物基复合材料的腐蚀还受到两个不同因素的影响：层压材料的性质和热固性树脂的加工处理。错误的或拙劣的加工会对其耐腐蚀性产生不利影响，而正确的固化时间和程序通常可以提高其耐腐蚀性。

辐射

当外部应用中的聚合物材料暴露在极端气候条件下时，可能对材料造成极大的损伤。而其中首当其冲的情况，就是暴露于紫外线（UV）辐射下，这会造成材料脆化、褪色、表面开裂，粉化。当聚合物材料直接暴露在日光下几年后，通常其会表现出以下几种症状：较差的抗冲击性，整体机械性能下降及外观上的变化。

由于紫外线辐射必然受到空气污染、恶劣天气、污染等因素的影响，天然紫外线辐射的数量和频谱则显得异常多变。在整个冬季太阳高度角渐减，一般上层大气层已经将紫外线辐射进行了过滤。这就造成了夏季和冬季阳光的两个重要变化。在冬季，许多破坏性的短波紫外线被过滤掉了。因此，对紫外线辐射敏感度低于320 nm的材料在整个冬季只会发生轻微降解。

光化学降解是由光子或由光作用破坏了化学键引起的。不论什么情况的光降解，都存在一个重要的参数就是：阳光阈值波长，它是确保为引发反应是否提供足够能量的因素。任何比阈值短的光波长都会起到破坏作用，而较长的波长不会造成破坏。因此，光的短波长界定就显得至关重要。如果一个特定的聚合物只对低于290 nm（太阳分界点）的紫外线辐射光敏感，它将永远不会在室外经历化学变质。

抵抗风化的能力随聚合物的种类和特定树脂的等级而变化。有些树脂等级可利用紫外线吸收剂来提高其耐候性。然而，较之于那些具有类似添加剂的低分子质量等级材料来说，更高等级的树脂材料通常具有更高的耐候性。另外，有些颜色往往也具备更好的耐候性。

渗透作用