Коррозионностойкие неметаллические материалы на основе органических соединений

На базе органических соединений основано производство большого числа коррозионностойких материалов. Учитывая разнообразие исходных соединений, множество вариантов их комбинирования, можно констатировать, что число таких материалов велико и в будущем будет увеличиваться. Поэтому остановимся на основных классах этих соединений и их представителях.

Наиболее широко в химическом машиностроении используются пластические массы, материалы на основе каучуков и графито-угольные материалы.

Полимерные материалы

Полимерные материалы изготавливают из высокомолекулярных органических соединений. Исходным сырьем, как правило, служат низкомолекулярные соединения.

В табл. 8.3 приведены исходные соединения и повторяющиеся звенья некоторых высокомолекулярных соединений, имеющих практическое применение.

Макромолекулы могут иметь линейную, разветвленную или пространственную структуру. Высокомолекулярные соединения, которые при нагревании приобретают пластичность, а при охлаждении вновь возвращаются в твердое состояние, называются термопластичными.

Полимеры, которые при нагревании переходят в твердое состояние, и при снижении температуры не восстанавливают первоначальных свойств, называются термореактивными. Из них нельзя получить пленки, волокна.

Наиболее широко используемыми в противокоррозионной технике термопластами является полиэтилен, полипропилен, фторопласты, поливинилхлорид и полиизобутилен.

Основная часть химически стойких покрытий на основе реак-топластов содержат в качестве полимерной основы эпоксидные, фенолформальдегидные, эпоксиноволачные, полиэфирные и винил-эфирные смолы, а также как низкомолекулярные, так и высокомолекулярные карбо- и гетероцепные каучуки: полибутадиеновые, хлор-преновые и др.

Термопластичные и термореактивные полимерные материалы, во-первых, имеют принципиальные различия в закономерностях их взаимодействия с агрессивными средами, а, во-вторых, эти материалы

наносят на защищаемый металл по различной технологии.

Для материалов на основе гидрофобных термопластичных полимеров характерны низкая растворимость и непроницаемость для нелетучих электролитов. Однако это свойство может теряться при попадании в раствор следов органических растворителей. Для летучих электролитов время пробоя таких покрытий весьма незначительно.

Особенностью реактопластов является то, что все полимеры этой группы в той или иной степени проницаемы для воды. Для основной массы электролитов перенос воды в полимеры осуществляется с большей скоростью, чем других составных частей раствора. На практике это приводит к набуханию полимеров. Однако реактопла-сты как изолирующий материал имеют ряд преимуществ. Для них характерно наличие ступенчатого профиля распределения кислот по координате диффузии, что затрудняет проскок кислоты к основному материалу. Это позволяет обеспечить работу в режиме полной изоляции от действия агрессивных кислот. При этом такой режим изоляции может быть обеспечен как для нелетучих, так и для летучих кислот. Материалы на основе реактопластов позволяют получать монолитные покрытия, не имеющие стыков, что имеет особое значение для работы в высокоагрессивных средах.

Однако, проницаемость большинства реактопластов все же является достаточно высокой в агрессивных средах. Для решения этих противоречий в настоящее время принята и осуществляется концепция создания многослойных полимерных конструкций. Например, создана система антикоррозионных покрытий ВИКОР, которые представляют собой толстослойные полимерные покрытия (1-2 мм) и предназначены для защиты внутренней поверхности технологического оборудования, работающего в условиях воздействия химически агрессивных сред.

Высокополимерные материалы могут применяться в виде конструкционных материалов, футеровок, лаков, паст.

Свойства полимеров зависят от химического состава, молекулярной массы, формы макромолекул, типа связи между молекулами, структуры, дисперсности.