欧阳2012-08-01 19:06#9
有机溶剂小分子的腐蚀机理多为小分子渗透、扩散至高分子材料。有机溶剂在界面层有显著的“溶涨作用”(也称“溶胀”),进而溶解大分子的交联产物,澎润处的固化物表面硬度会显著降低。不同的有机溶剂的渗透扩散的效果不一样,另外与树脂固化物的相容性也不一样,相容性越好的溶剂越易腐蚀固化产物。一般分子量越小,渗透扩散性越强,如100%全浓度的甲醇、乙醇,即使使用酚醛型乙烯基酯树脂也只能耐到40℃。
乙烯基酯树脂耐小分子有机溶剂,除考虑正常的耐腐蚀性能之外,还需要考虑小分子溶剂的溶胀,方向主要有几个:1)极性相容原理;2)溶解度参数原理;3)乙烯基酯树脂固化产物自身的致密性。
溶胀和溶解的发生,都是小分子通过扩散渗入到高分子聚合物内,这就形成了溶胀,当在界面形成均相时,就出发展到溶解了。一般结晶态热塑性材料可能出现溶胀,乃至发展到溶解,而交联类的聚合物,受到交联化学键的束缚,一般只能溶胀,不会发展到溶解。
热固性树脂在交联固化之前,仅能称之为低聚物,只有在交联固化之后,才能称之为高聚物。交联的方式不同,交联密度的不同都会影响到最终高聚物的分子排列和分子间的松散程度。
非结晶性高聚物,常见热固性树脂交联固化后形成的交联高聚物,其分子呈无规排列,堆砌较松散,溶剂小分子容易渗入聚合物内的空穴中,使高分子链段与链段之间的距离增大,相互作用力减弱,高分子逐渐扩散到溶剂中去,因此,非结晶性高聚物比较容易溶胀,乃至溶解。
结晶性聚合物,常见热塑性高分子材料,其分子排列规整,堆砌紧密,溶剂小分子较难渗入聚合物内部。因此结晶性聚合物较难溶解,具体有和高聚物及相应小分子溶剂的极性有关。在室温下,非极性的晶态聚合物一般不会发生溶胀和溶解,只有升高温度至热塑性高分子材料的熔点附近,使结晶态结构发生了破坏,热塑性高分子材料才会发生溶胀和溶解。如线性低密度PE材料,典型的非极性热塑性高聚物,表面能很低,熔点135℃,在室温下一般不会发生溶胀和溶解,但到了135℃,它就会在同样非极性的十氢萘中很好地溶解。而极性结晶性高聚物,如果能与极性溶剂发生强烈地作用(如形成氢键),则在室温下也会溶解在极性溶剂中。如聚酰胺材料,常说的尼龙,典型的极性热塑性高聚物,在室温下也能溶解于甲酸、间甲苯酚、冰醋酸和浓硫酸等极性溶剂中,聚对苯二甲酸乙二醇酯,就是常说的PET聚酯,能溶解于邻氯苯酚和苯酚-四氯乙烷的混合溶剂中(重量比为3/2或1/1);聚甲醛能溶解在六氟异丙醇和六氟丙酮水合物等含氟溶剂中。这些都是由于极性高聚物与极性溶之间形成了氢键,使这些极性的结晶性高聚物在室温下就能溶解在合适的溶剂中。