第四章第六节

4-6耐腐蚀性

CorrosionandDegradationofMaterialsTypesandmechanismofcorrosionanddegradationofmaterialsPhysicaldeterioration,chemicaldegradationandweatheringofpolymermaterialsElectrochemicalcorrosionandothercorrosionofmetallicmaterialswhyceramicmaterialsare,ingeneral,veryresistanttocorrosion.

4-6耐腐蚀性(anti-corrosion)腐蚀---材料在遭受化学介质、湿、气、光、氧、热等环境因素作用下发生恶化变质的现象

腐蚀分类：(1)腐蚀作用性质：物理、化学、电化学(2)腐蚀环境和过程：高温、大气、前质腐蚀等(3)腐蚀形态：全面、局部金属：电化学、化学（氧化）腐蚀无机：化学腐蚀高分子：化学、物理腐蚀4-6-1物理腐蚀physicaldeterioration

环境介质作用，以物理变化发生破坏的腐蚀。高分子材料以物理腐蚀为主

类型：

溶胀和溶解应力开裂渗透破坏

影响因素：

介质浓度温度温度变化液体流动应力大小作用周期

复合材料：界面引起腐蚀,所以要注意复合层结构与界面情况对其腐蚀性能的影响。1、高分子材料的耐溶剂性

溶剂分子渗入材料内部，破坏大分子间的次价键，与大分子发生溶剂化作用。

（1）溶解性

溶解度参数

=（CED）1/2内聚能密度

Gm=Hm-TSm

Gm<0时，溶解过程才能进行表4-34(2)渗透性(permeability)与渗透破坏

渗透----液体分子或气体分子可从聚合物膜高浓度侧扩散到较低浓度一侧的现象

q=-D(dc/dx)·A·t(Fick第一定律)介质的扩散速度（即单位时间通过A面积的溶质分子数）是与面积和介质浓度梯度成正比

稳态时，渗透率（液体）

J=q/A·t=D（c1-c2）

/L（c1>c2）

A、t、D分别为面积、时间及扩散系数膜厚度为L，膜两侧浓度差为（c1-c2）P=DS式中P渗透系数,S为溶解度系数

J=DS(p1-p2)/L=P(p1-p2)/L

聚合物的结构和物理状态对渗透性影响甚大(链柔性,结晶度,极性基团)

(3)影响高分子材料耐溶剂性的因素

溶解熵Sm放热量Gm

耐溶剂性

大分子热运动扩散耐溶剂性

温度柔性耐溶剂性

结晶、取向、交联，M耐溶剂性

渗透性影响高分子材料耐溶剂性的因素

2、环境应力开裂(ESC)在应力（外加的或内部的残余应力）与某些介质（如活性物质）共同作用下，高分子材料出现银纹，并进一步生长成裂缝，直至发生脆性断裂。

聚合物对环境应力开裂破坏的敏感性取决于结构因素。比如聚合物的分子量，熔体指数，结晶度，密度等。介质的影响，取决于溶解度差异，只有溶解度参数差值在某一范围内时，才易引起局部溶胀，导致环境应力开裂。

4.6.2化学腐蚀(chemicalcorrosion)1、环境介质(media)的化学腐蚀作用(1)酸(acid)、碱(base)、盐(salt)腐蚀作用①酸、碱、盐对金属腐蚀

酸氢离子的浓度酸的阴离子的氧化还原性,表4-35,4-36

碱腐蚀性一般比酸小，对铝、锌、锡、铅等两性金属有显著的腐蚀性,镍具有很好的耐碱性一般认为,碱金属原子量越大,腐蚀性越小.

盐影响极为错综复杂使pH值发生变化的盐;氧化还原性盐;

②酸、碱、盐对高分子的腐蚀多数高分子材料都具有良好的耐腐蚀性

杂链高分子------化学介质老化，水解③酸、碱、盐对无机非金属材料的腐蚀性

硅酸盐陶瓷

SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O易溶于水及碱液中。SiO2与氢氟酸反应。与高温磷酸反应。

耐腐蚀性与矿物组成有关

耐腐蚀性与结构相关

结晶SiO2耐酸、碱

无定形SiO2溶于碱

孔隙(poros)——耐腐蚀性降低。(2)大气腐蚀大气中水和氧等物质的作用而引起的腐蚀如，铁：在空气中生锈(腐蚀量占一半以上)高分子：氧气、臭氧、光照射等引起迅速的老化变质①大气腐蚀的特征大气是组分复杂的混合物,表4-38

非金属材料，如高分子材料——化学腐蚀

金属材料——单纯化学腐蚀——缓慢，如氧化电化学腐蚀——水汽在金属表面形成液层，构成电解质液膜层

②金属材料在大气中的耐蚀性及防护防护：研制和选用耐蚀材料，如低合金钢；涂层和镀层保护，如油漆和金属镀层；降低大气湿度③高分子材料在大气中的耐腐蚀性

1.氧化作用：如PE，中温，与氧作用——自由基链式反应。

臭氧(ozone)：开裂。如天然橡胶和合成弹性体2.耐侯性(weathering)：抵抗室外天气条件的能力主要有：紫外线温度湿气活性气体其它如风、雪等

3.

耐侯性提高方法：

a紫外线吸收剂,2-羟基二苯丙酮,2-羟基苯甲酸苯酯b抗氧剂,芳香胺类c选材

4.耐辐射性

辐射交联：