化學物質(zhì)對熱塑性聚合物的影響

2019-09-17 09:35:38 來源：威格斯Victrex 閱讀量：19880 評論
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　　【塑料機械網(wǎng) 技術學堂】 聚合物受化學物質(zhì)的影響程度與許多因素有關。這些因素包括：聚合物的組成(化學組成、以及填料和添加劑的存在)；聚合物的結(jié)晶度；暴露條件：時間、溫度、壓力；聚合物自身是否受到應力：加工過程中施加的外部或內(nèi)部應力；當然還包括化學物質(zhì)自身的性質(zhì)：酸、堿、有機、無機、芳香族、脂肪族等等。
 
　　聚合物暴露在化學物質(zhì)中時，小分子的化學物質(zhì)會與聚合物發(fā)生化學或物理相互作用。
 
　　· 吸附是化學物質(zhì)與聚合物表面發(fā)生的相互作用。
 
　　· 吸收是化學物質(zhì)通常通過擴散機制在聚合物中分散，即化學物質(zhì)滲透到聚合物中。
 
　　物理和化學相互作用
 
　　物理相互作用通常會導致聚合物軟化(也稱為塑化)和膨脹，這是由于化學物質(zhì)滲透到聚合物無定形區(qū)域的自由體積中。在半結(jié)晶聚合物中，聚合物的結(jié)晶區(qū)域具有較低的自由體積，因此半結(jié)晶聚合物不易受到小分子擴散和吸收的影響。在許多情況下，除去化學物質(zhì)并隨后進行干燥，可使聚合物恢復到接近其原始狀態(tài)。
 
　　然而如果被吸收的化學物質(zhì)在干燥時作為溶劑，溶解并去除無定形相中的某些低分子量聚合物，那么這種去除低分子量聚合物的行為，可導致聚合物脆化，并使聚合物性能發(fā)生顯著的性改變。溶劑也會隨著時間的推移“清洗”聚合物中的增塑劑和穩(wěn)定劑等添加劑。
 
　　與聚合物的化學相互作用通常會導致交聯(lián)(從而增加分子量)或降解/斷鏈(降低分子量)。這些相互作用通常是不可逆的，并可導致聚合物性能發(fā)生顯著的性改變。
 
　　環(huán)境應力開裂(ESC)
 
　　當聚合物暴露在化學物質(zhì)中并存在應力的情況下(常見的是外部施加的應力)，應力開裂可導致聚合物斷裂。環(huán)境應力開裂(ESC)是在應力作用下表面的物理而非化學相互作用的結(jié)果：未發(fā)生化學轉(zhuǎn)變，但應力開裂劑加速了宏觀脆性斷裂的形成。
 
　　雖然無法預測哪些化學物質(zhì)會導致環(huán)境應力開裂，但通常情況下，表面活性劑是有效的應力開裂劑。環(huán)境應力開裂類似于金屬中的應力腐蝕開裂現(xiàn)象。而VICTREX™ PEEK可在很大程度上抵御環(huán)境應力開裂。
 
　　深入研究的必要性
 
　　綜上所述，為開發(fā)技術的創(chuàng)新型解決方案，用于油氣環(huán)境中的聚合物的耐化學性測試，是一個非常重要的方面。但如果總體目標是預測熱塑性復合材料管在惡劣使用環(huán)境中的壽命，不能孤立地考察聚合物基體的降解，所以聚合物的耐化學性測試只是其中一個方面。還需要考慮的其他機理，包括纖維增強降解、纖維/基體界面降解和相鄰層間界面降解，所有這些因素都將在前面提到的后續(xù)博文中加以論述。
 

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