有機材料腐蝕-課件

第八章有機材料腐蝕腐蝕

8.1高分子特性及其腐蝕特點 8.2介質(zhì)的滲透與擴散作用 8.3溶脹與溶解 8.4氧化降解與交聯(lián) 8.5光氧老化 8.6微生物腐蝕 8.7高聚物的存放效應(yīng)與物理老化第八章有機材料腐蝕腐蝕8.1高分子特性及18.1高分子特性及其腐蝕特點高分子材料8.1高分子特性及其腐蝕特點高分子材料28.1高分子特性及其腐蝕特點一、研究高分子材料腐蝕的意義1.基本概念：小分子，大分子，高分子，單體，聚合物2.種類：塑料、橡膠、纖維

3.特性：密度、性能、工藝4.應(yīng)用：廣泛、取代金屬的統(tǒng)治地位5.

方向：復(fù)合材料，功能材料6.腐蝕特性：大氣腐蝕、稀的酸、堿、鹽溶液8.1高分子特性及其腐蝕特點一、研究高分子材料腐蝕的意義38.1高分子特性及其腐蝕特點二、高分子材料腐蝕類型1.老化：高分子材料在加工、儲存和使用過程中，由于內(nèi)外因素的綜合作用，其物理化學(xué)性能和機械性能逐漸變壞，以至最后喪失使用價值，這種現(xiàn)象稱為高分子材料的腐蝕，通常稱之為老化。2.老化形式：外觀的變化：出現(xiàn)污漬、斑點、銀紋、裂縫、噴霜、粉化及光澤、顏色的變化；物理性能的變化：包括溶解性、溶脹性、流變性能，以及耐寒、耐熱、透水、透氣等性能的變化；力學(xué)性能的變化：如抗張強度、彎曲強度、抗沖擊強度等的變化；8.1高分子特性及其腐蝕特點二、高分子材料腐蝕類型48.1高分子特性及其腐蝕特點二、高分子材料腐蝕類型3.類型：化學(xué)老化：主鍵斷裂物理老化：次鍵斷裂三、高分子材料腐蝕特點金屬：離子溶解高分子：物質(zhì)滲透8.1高分子特性及其腐蝕特點二、高分子材料腐蝕類型58.2介質(zhì)的滲透與擴散作用二、高分子材料腐蝕類型1.滲透與擴散：腐蝕介質(zhì)滲入高分子材料內(nèi)部會引起反應(yīng)。高分子材料的大分子及腐蝕產(chǎn)物因熱運動較困難，難于向介質(zhì)中擴散，所以，腐蝕反應(yīng)速度主要取決于介質(zhì)分子向材料內(nèi)部的擴散速度。2.表征：增重率：滲入的介質(zhì)質(zhì)量與樣品原始質(zhì)量的比值 其意義是單位質(zhì)量的樣品所吸收的介質(zhì)量。8.2介質(zhì)的滲透與擴散作用二、高分子材料腐蝕類型68.2介質(zhì)的滲透與擴散作用1.滲透與擴散：腐蝕介質(zhì)滲入高分子材料內(nèi)部會引起反應(yīng)。高分子材料的大分子及腐蝕產(chǎn)物因熱運動較困難，難于向介質(zhì)中擴散，所以，腐蝕反應(yīng)速度主要取決于介質(zhì)分子向材料內(nèi)部的擴散速度。2.表征：增重率：滲入的介質(zhì)質(zhì)量與樣品原始質(zhì)量的比值 其意義是單位質(zhì)量的樣品所吸收的介質(zhì)量。8.2介質(zhì)的滲透與擴散作用78.3溶脹與溶解1.溶解：線形高聚物溶漲：體形高聚物、結(jié)晶型高聚物2.耐溶劑性：1）極性相近：大溶大：極性高分子材料如聚醚、聚酰胺、聚乙烯醇等不溶或難溶于烷烴、苯、甲苯等非極性溶劑中，但可溶解或溶脹于水、醇、酚等強極性溶劑中。小溶?。禾烊幌鹉z、無定型聚苯乙烯、硅樹脂等非極性高聚物易溶于汽油、苯和甲苯等非極性溶劑中。而對于醇、水、酸堿鹽的水溶液等極性介質(zhì)，耐蝕性較好；對中等極性的有機酸、酯等有一定的耐蝕能力。8.3溶脹與溶解1.溶解：線形高聚物88.3溶脹與溶解2）溶解度參數(shù)相近：溶解度參數(shù)差的絕對值：|δ1-δ2| 1）>5.1不溶 2)3.5~5.1可溶 3)<3.5易溶8.3溶脹與溶解2）溶解度參數(shù)相近：98.3氧化降解與交聯(lián)一、氧化機理1）鏈引發(fā)：RHR+H2）鏈增長：R+O2

ROO，ROO+RHROOH+R3）鏈支化：ROOHRO+OH，RO+RH

ROH+R， HO+RH

H2O+R4）鏈終結(jié)：ROO+ROO，ROO+R，R+R不活波產(chǎn)物二、熱氧老化 在熱和氧兩種因素的共同作用下產(chǎn)生的老化稱為熱氧老化8.3氧化降解與交聯(lián)一、氧化機理108.4光氧老化一、光氧化機理1）原因：共價鍵的解離能：300~500kJ/mol

對應(yīng)波長：400nm~300nm太陽光波長：290~400nm對應(yīng)能量：400~300kJ/mol8.4光氧老化一、光氧化機理118.4光氧老化一、光氧化機理2）共價鍵的吸收峰：羰基C=O：280~300雙鍵C=C：230~250羥基OH：230單鍵C—C：135二、光氧老化防護

1）光屏蔽2）光吸收3）猝滅劑4）受阻胺8.4光氧老化一、光氧化機理128.5微生物腐蝕一、霉菌的孳生與繁殖微生物的營養(yǎng)要素與其它生物一樣，微生物必須不斷地從外界吸收所需的各類營養(yǎng)物質(zhì)，利用體內(nèi)的酶將其分解利用，再轉(zhuǎn)變?yōu)榧毎陨淼慕M成物質(zhì)。2.按營養(yǎng)物質(zhì)中所含主要元素成分及在微生物生長繁殖中的生理功能不同，可將其分為：碳源、氮源、無機鹽和生長因子。發(fā)生霉腐的要素有：微生物；營養(yǎng)物質(zhì)(碳源、氮源、無機鹽和生長因子)；環(huán)境(溫度、空氣、濕度、pH值等)8.5微生物腐蝕一、霉菌的孳生與繁殖138.5微生物腐蝕二、霉菌防護化學(xué)改性：減少活性基團，降低表面能，提高純度抑制劑或殺菌劑：離子型；毒餌型；環(huán)保型改善環(huán)境：8.5微生物腐蝕二、霉菌防護148.7高聚物的存放效應(yīng)與物理老化1.物理老化： 玻璃態(tài)高聚物多數(shù)處于非平衡態(tài)，不穩(wěn)定的,在玻璃化溫度Tg以下存放過程中會逐漸趨向穩(wěn)定的平衡態(tài)，從而引起高聚物材料的物理力學(xué)性能隨存放或使用時間而變化，這種現(xiàn)象被稱為物理老化或“存放效應(yīng)”2.物理老化的特點：

1）可逆2）自減速3.對性能的影響：1）密度升高2）強度增加3）韌性降低8.7高聚物的存放效應(yīng)與物理老化1.物理老化：15第9章無機非金屬材料的腐蝕1.無機非金屬材料： 陶瓷、玻璃、水泥2.玻璃材料1）結(jié)構(gòu)：SiO2，近程有序，SiO4四面體2）腐蝕：溶解（ph>8)，Si-OH水解（ph<7），Si-O-Si，在HF，熱磷酸風(fēng)化，空氣中的水及吸附雜質(zhì)選擇性，

第9章無機非金屬材料的腐蝕1.無機非金屬材料：16第9章無機非金屬材料的腐蝕3.混凝土1）膠凝材料2）腐蝕浸析腐蝕：Ca（OH）2，水或水溶液從外部滲入混凝土結(jié)構(gòu)，溶解其易溶的組分，從而破壞混凝土?；瘜W(xué)反應(yīng)腐蝕：CO2、酸，水或水溶液在混凝土表面或內(nèi)部與混凝土某些組元發(fā)生化學(xué)變化，從而破壞混凝土。

第9章無機非金屬材料的腐蝕3.混凝土17第10章防腐蝕設(shè)計1.防腐蝕設(shè)計的主要內(nèi)容（1）選材；（2）防腐蝕措施的選擇；（3）防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計；（4）防腐蝕強度設(shè)計；（5）防腐蝕工藝設(shè)計。

第10章防腐蝕設(shè)計1.防腐蝕設(shè)計的主要內(nèi)容183.第10章防腐蝕設(shè)計2.正確選材基本原則（1）材料的耐蝕性能要滿足設(shè)備或物件使用環(huán)境的要求（2）材料的物理、機械和加工工藝性能要滿足設(shè)備或物件的設(shè)計與加工制造要求（3）選材時力求最好的經(jīng)濟效益和社會效益3.第10章防腐蝕設(shè)計2.正確選材基本原則19第10章防腐蝕設(shè)計3.防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）合理的結(jié)構(gòu)形式和表面狀態(tài)（2）防止積水或積塵（3）防止縫隙腐蝕（4）防止電偶腐蝕（5）防止磨損腐蝕（6）防止環(huán)境誘發(fā)破裂，防止應(yīng)力集中（7）避免溫度不均勻引起的腐蝕第10章防腐蝕設(shè)計3.防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計20第10章防腐蝕設(shè)計4.思考題1）為了防止腐蝕，焊接時應(yīng)盡量選用電極電位比母材低的焊縫材料。2）不銹鋼即使低溫回火，也可能增大晶間腐蝕傾向。第10章防腐蝕設(shè)計4.思考題21第八章有機材料腐蝕腐蝕

8.1高分子特性及其腐蝕特點 8.2介質(zhì)的滲透與擴散作用 8.3溶脹與溶解 8.4氧化降解與交聯(lián) 8.5光氧老化 8.6微生物腐蝕 8.7高聚物的存放效應(yīng)與物理老化第八章有機材料腐蝕腐蝕8.1高分子特性及228.1高分子特性及其腐蝕特點高分子材料8.1高分子特性及其腐蝕特點高分子材料238.1高分子特性及其腐蝕特點一、研究高分子材料腐蝕的意義1.基本概念：小分子，大分子，高分子，單體，聚合物2.種類：塑料、橡膠、纖維

3.特性：密度、性能、工藝4.應(yīng)用：廣泛、取代金屬的統(tǒng)治地位5.

方向：復(fù)合材料，功能材料6.腐蝕特性：大氣腐蝕、稀的酸、堿、鹽溶液8.1高分子特性及其腐蝕特點一、研究高分子材料腐蝕的意義248.1高分子特性及其腐蝕特點二、高分子材料腐蝕類型1.老化：高分子材料在加工、儲存和使用過程中，由于內(nèi)外因素的綜合作用，其物理化學(xué)性能和機械性能逐漸變壞，以至最后喪失使用價值，這種現(xiàn)象稱為高分子材料的腐蝕，通常稱之為老化。2.老化形式：外觀的變化：出現(xiàn)污漬、斑點、銀紋、裂縫、噴霜、粉化及光澤、顏色的變化；物理性能的變化：包括溶解性、溶脹性、流變性能，以及耐寒、耐熱、透水、透氣等性能的變化；力學(xué)性能的變化：如抗張強度、彎曲強度、抗沖擊強度等的變化；8.1高分子特性及其腐蝕特點二、高分子材料腐蝕類型258.1高分子特性及其腐蝕特點二、高分子材料腐蝕類型3.類型：化學(xué)老化：主鍵斷裂物理老化：次鍵斷裂三、高分子材料腐蝕特點金屬：離子溶解高分子：物質(zhì)滲透8.1高分子特性及其腐蝕特點二、高分子材料腐蝕類型268.2介質(zhì)的滲透與擴散作用二、高分子材料腐蝕類型1.滲透與擴散：腐蝕介質(zhì)滲入高分子材料內(nèi)部會引起反應(yīng)。高分子材料的大分子及腐蝕產(chǎn)物因熱運動較困難，難于向介質(zhì)中擴散，所以，腐蝕反應(yīng)速度主要取決于介質(zhì)分子向材料內(nèi)部的擴散速度。2.表征：增重率：滲入的介質(zhì)質(zhì)量與樣品原始質(zhì)量的比值 其意義是單位質(zhì)量的樣品所吸收的介質(zhì)量。8.2介質(zhì)的滲透與擴散作用二、高分子材料腐蝕類型278.2介質(zhì)的滲透與擴散作用1.滲透與擴散：腐蝕介質(zhì)滲入高分子材料內(nèi)部會引起反應(yīng)。高分子材料的大分子及腐蝕產(chǎn)物因熱運動較困難，難于向介質(zhì)中擴散，所以，腐蝕反應(yīng)速度主要取決于介質(zhì)分子向材料內(nèi)部的擴散速度。2.表征：增重率：滲入的介質(zhì)質(zhì)量與樣品原始質(zhì)量的比值 其意義是單位質(zhì)量的樣品所吸收的介質(zhì)量。8.2介質(zhì)的滲透與擴散作用288.3溶脹與溶解1.溶解：線形高聚物溶漲：體形高聚物、結(jié)晶型高聚物2.耐溶劑性：1）極性相近：大溶大：極性高分子材料如聚醚、聚酰胺、聚乙烯醇等不溶或難溶于烷烴、苯、甲苯等非極性溶劑中，但可溶解或溶脹于水、醇、酚等強極性溶劑中。小溶小：天然橡膠、無定型聚苯乙烯、硅樹脂等非極性高聚物易溶于汽油、苯和甲苯等非極性溶劑中。而對于醇、水、酸堿鹽的水溶液等極性介質(zhì)，耐蝕性較好；對中等極性的有機酸、酯等有一定的耐蝕能力。8.3溶脹與溶解1.溶解：線形高聚物298.3溶脹與溶解2）溶解度參數(shù)相近：溶解度參數(shù)差的絕對值：|δ1-δ2| 1）>5.1不溶 2)3.5~5.1可溶 3)<3.5易溶8.3溶脹與溶解2）溶解度參數(shù)相近：308.3氧化降解與交聯(lián)一、氧化機理1）鏈引發(fā)：RHR+H2）鏈增長：R+O2

ROO，ROO+RHROOH+R3）鏈支化：ROOHRO+OH，RO+RH

ROH+R， HO+RH

H2O+R4）鏈終結(jié)：ROO+ROO，ROO+R，R+R不活波產(chǎn)物二、熱氧老化 在熱和氧兩種因素的共同作用下產(chǎn)生的老化稱為熱氧老化8.3氧化降解與交聯(lián)一、氧化機理318.4光氧老化一、光氧化機理1）原因：共價鍵的解離能：300~500kJ/mol

對應(yīng)波長：400nm~300nm太陽光波長：290~400nm對應(yīng)能量：400~300kJ/mol8.4光氧老化一、光氧化機理328.4光氧老化一、光氧化機理2）共價鍵的吸收峰：羰基C=O：280~300雙鍵C=C：230~250羥基OH：230單鍵C—C：135二、光氧老化防護

1）光屏蔽2）光吸收3）猝滅劑4）受阻胺8.4光氧老化一、光氧化機理338.5微生物腐蝕一、霉菌的孳生與繁殖微生物的營養(yǎng)要素與其它生物一樣，微生物必須不斷地從外界吸收所需的各類營養(yǎng)物質(zhì)，利用體內(nèi)的酶將其分解利用，再轉(zhuǎn)變?yōu)榧毎陨淼慕M成物質(zhì)。2.按營養(yǎng)物質(zhì)中所含主要元素成分及在微生物生長繁殖中的生理功能不同，可將其分為：碳源、氮源、無機鹽和生長因子。發(fā)生霉腐的要素有：微生物；營養(yǎng)物質(zhì)(碳源、氮源、無機鹽和生長因子)；環(huán)境(溫度、空氣、濕度、pH值等)8.5微生物腐蝕一、霉菌的孳生與繁殖348.5微生物腐蝕二、霉菌防護化學(xué)改性：減少活性基團，降低表面能，提高純度抑制劑或殺菌劑：離子型；毒餌型；環(huán)保型改善環(huán)境：8.5微生物腐蝕二、霉菌防護358.7高聚物的存放效應(yīng)與物理老化1.物理老化： 玻璃態(tài)高聚物多數(shù)處于非平衡態(tài)，不穩(wěn)定的,在玻璃化溫度Tg以下存放過程中會逐漸趨向穩(wěn)定的平衡態(tài)，從而引起高聚物材料的物理力學(xué)性能隨存放或使用時間而變化，這種現(xiàn)象被稱為物理老化或“存放效應(yīng)”2.物理老化的特點：

1）可逆2）自減速3.對性能的影響：1）密度升高2）強度增加3）韌性降低8.7高聚物的存放效應(yīng)與物理老化1.物理老化：36第9章無機非金屬材料的腐蝕1.無機非金屬材料： 陶瓷、玻璃、水泥2.玻璃材料1）結(jié)構(gòu)：SiO2，近程有序，SiO4四面體2）腐蝕：溶解（ph>8)，Si-OH水解（ph<7），Si-O-Si，在HF，熱磷酸風(fēng)化，空氣中的水及吸附雜質(zhì)選擇性，

第9章無機