因为聚合物材料没有特定的腐蚀率，通常来说，它们要么就对某种特定的腐蚀性物质存在完全的抗性（在特定的温度范围），要么受该物质影响发生迅速的恶化。它们的腐蚀，不是由化学作用引起的，就是由溶剂化作用引起的。溶剂化作用会导致聚合物材料发生膨胀、软化和最严重的失效。因此，掌握高分子材料腐蚀的复杂性至关重要。

    聚合物材料的腐蚀

    一般来说聚合物分三大类：

    1. 热塑性塑料（热塑性聚合物）

    热塑性塑料是长链线性分子，其在一个高于生活温度的温度下加热、加压成型，这个温度就是我们平时所提到的玻璃的转变温度。聚合物的许多性质和耐化学性变化直接来源于聚合物化学链中原子的种类和排列方式。

    热塑性塑料之所以展示出了明确的特殊性质和优点，源于其所含卤素，而卤素属于非金属类。在所有的卤素中，氟是最电负性最强的，而这允许其与碳和氢原子形成强的化学键，但其自身之间不形成化学键。在一个较弱的聚合物链中，氟所扮演的角色就是对可替代化学键的防护屏障。除此之外，分子内的原子排列、结构的对称性以及聚合物链的支化程度都是至关重要的，因为分子中含有特殊的粒子。

    含碳氢键的聚合物材料如聚丙烯、聚乙烯，以及含碳氯键的材料如聚氯乙烯和三氟氯乙烯，与含氟化合物如聚四氟乙烯完全不同。后者具有更广泛的耐腐蚀性。

    塑料材料其中的一个用途是用来抗大气腐蚀。通过工厂操作，使其具有抵抗一些特殊腐蚀剂的能力后，这些材料同时也能抵抗大气中的腐蚀性气体。热塑性材料通过溶剂胶接、热熔或粘合剂等方式进行接合。但溶剂粘合剂最大的缺点是其在使用的工件中，存在应力开裂的可能性，因此如果工件使用了低沸点溶剂是存在潜在的风险的。要在两种截然不同的化学环境下挑选一种不会降解的粘合剂是非常困难的。一般来说，对高温敏感的粘合剂，通常只具备对化学品和溶剂最基本的抗性。

    2. 热固性聚合物

    热固性聚合物在加热后会构成一个永久性形状或发生凝固。因此，它们无法进行改造或回收利用。热固性塑料是无定形的聚合物。这些树脂在室温下是液态的。然后，通过添加一个催化剂或促进剂，它们会最终凝固或固化出最终形态，成为一种硬制品。

    热固性树脂是一种高分子量聚合物，其使用玻璃或其他合适的不同材料来进行强化，从而产生机械强度。最常用的树脂有乙烯基酯、环氧树脂、聚酯和呋喃。为了增强这些聚合物，通常使用F级和C级的玻璃纤维。

    那些未增强、未填充的热固性聚合物会受到许多机制的腐蚀。这种腐蚀可以分为两大类：物理腐蚀和化学腐蚀。物理腐蚀是热固性复合材料和环境之间的相互作用导致其性质发生改变，但这其中没有发生化学反应。液体扩散到化合物中就是一个例子。在大多数情况下，物理腐蚀是可逆的；一旦将这些液体去除，材料就恢复了初始性质。一旦某种化合物吸收了某种液体或气体导致其塑化或热固性网络膨胀，此时就发生了物理腐蚀。

    化学腐蚀一旦发生，热固性化合物中的化学键就会由于聚合物周围的化学过程被破坏掉。这个过程有时是不可逆转的。因此，其结果就是由于发生了化学腐蚀导致化合物本身也受到影响。例如，化合物变脆、软化、烧焦、剥落、变色、溶解、起泡或膨胀。

    热固性材料都是被类似的方式损坏。但是，某些具有化学抵抗性品种的材料只会受到微不足道的损坏，或在一个非常严重的腐蚀条件下也只会发生非常低速的损坏。固化树脂在热固性材料的抵抗化学腐蚀中起着非常重要的作用。但如果使用行为不恰当的话，会导致其耐蚀性能的损失。

    一些环境条件可能会削弱主要和/或次要复合联结，并使其随之发生解聚。另外一些环境条件可能会导致其发生膨胀或微裂缝，而还有一些环境条件可能会改变酯基团群或联结。在某些环境中，还会发生再聚合，导致其结构被重新修改。

    一般来说，对于热固性聚合物来说，化学攻击可以是分为“有效/无效”两种情况。 “如果设置不当，即使是强化聚酯，攻击也可以在很短的时间内发生”，专家还指出：“如果一个装置已经成功运行了12个月，那么它在未来相当长的一段时间内仍将运行的圆满”。注意：热固性聚合物不能接触硫酸（93%）和浓酸。

    应力腐蚀是另一个值得考虑的问题。其对于玻璃纤维增强复合材料的失效率可能是重要的。这在复合材料接触到混合酸及压力的作用下，尤其容易发生。一旦聚合物已经发生了应力裂缝，那么在接下来的时间里都是岌岌可危的。对于低延展性的材料，接下来可能会发生开裂。当然，环境应力开裂的概率会随着聚合物分子量的升高而降低。

    3. 橡胶

    橡胶是一种尺寸会随着相对温和的外力而发生大幅度变化的聚合物材料，但当作用力消失的时候它将会再次回到原来的尺寸。橡胶主要是由大分子组成，这些大分子按螺旋丝排列，就像一个螺旋弹簧，彼此交替不间断地连接。在应力较小的时候，这些螺旋线圈倾向于可以被拉伸或压缩；但随着应力的进一步增加，它们会表现出越来越大的抵抗力。

    橡胶的腐蚀可以受到腐蚀剂的浓度和温度两个因素的影响。另一个重要的影响因素是橡胶的组成。橡胶的生产加工有标准步骤遵循，包括用来提高物理和/或机械性能的添加剂配方。这些添加剂对材料的耐蚀性有不利的影响，特别是在更高的温度下。反之，一些制造商直接对原料进行复合加工来换取材料在好的物理和/或机械性能下的耐蚀性。因此，至关重要的是去了解是否使用了添加剂，因为我们所用的耐腐蚀适用图表只是针对纯的橡胶而言的。

    橡胶或橡胶材料的应用范围很广，其中最重要的是内衬管中的应用。它们作为钢衬底上面的覆膜，广泛用作衬里膜以保护其钢壳不被酸液腐蚀。

    所谓的化学变质是发生在橡胶和腐蚀剂之间的化学过程。这种化学攻击会导致橡胶膨胀及强度降低。腐蚀剂的温度和浓度会影响其腐蚀程度。正常情况下，化学攻击力会随着温度和/或腐蚀的浓度增加而增强。与金属相比，橡胶会吸收不同数量的与其接触的物质，尤其是有机液体。这可能会导致其膨胀、破裂以及基质渗透到与橡胶相连的容器。膨胀会导致材料的软化，而对于容器会引起压力升高和粘合剂的失效。

    渗透是另一个会导致内村失效的问题。通常一旦橡胶表现出了高吸收性能，那么一定是渗透导致的结果。然而，发生渗透不是橡胶吸收率升高的必要条件。一些橡胶，比如碳氟化合物，尽管吸收率很低但也会发生简单的渗透。基材可近似预期的渗透和/或吸收可能是由水的吸收引起的。

    渗透将导致与橡胶相连的仪器发生严重的问题。一旦腐蚀渗透到与橡胶接触金属衬底，这可能会导致：

    ● 粘着力破坏和起泡，这是由于在粘着处液体的囤积引起的

    ● 在腐蚀的作用下，衬底失效

    ● 由于衬底的失效导致成分透过衬里和衬底流失

    尽管橡胶可以通过机械手段被破坏，但这不是典型的案例。大多数对橡胶的机械伤害是发生在其化学恶化的结果之后。一旦橡胶有所恶化，其原有的材料性能就相应地被削弱了，因此也就更容易发生机械伤害。

    一些橡胶材料一旦被暴露在室外环境，就会被风化而降解。同时，日光、臭氧和化学元素的作用都会导致橡胶表面开裂、褪色，这会严重损坏材料的强度、延展性和橡胶类的属性。因此，应考虑材料的抗风化问题。

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责任编辑：王元

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