化学物质对热塑性聚合物的影响
- 来源：威格斯Victrex
- 2019/9/17 9:35:38
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【塑料机械网 技术学堂】 聚合物受化学物质的影响程度与许多因素有关。这些因素包括：聚合物的组成(化学组成、以及填料和添加剂的存在)；聚合物的结晶度；暴露条件：时间、温度、压力；聚合物自身是否受到应力：加工过程中施加的外部或内部应力；当然还包括化学物质自身的性质：酸、碱、有机、无机、芳香族、脂肪族等等。
聚合物暴露在化学物质中时，小分子的化学物质会与聚合物发生化学或物理相互作用。
· 吸附是化学物质与聚合物表面发生的相互作用。
· 吸收是化学物质通常通过扩散机制在聚合物中分散，即化学物质渗透到聚合物中。
物理和化学相互作用
物理相互作用通常会导致聚合物软化(也称为塑化)和膨胀，这是由于化学物质渗透到聚合物无定形区域的自由体积中。在半结晶聚合物中，聚合物的结晶区域具有较低的自由体积，因此半结晶聚合物不易受到小分子扩散和吸收的影响。在许多情况下，除去化学物质并随后进行干燥，可使聚合物恢复到接近其原始状态。
然而如果被吸收的化学物质在干燥时作为溶剂，溶解并去除无定形相中的某些低分子量聚合物，那么这种去除低分子量聚合物的行为，可导致聚合物脆化，并使聚合物性能发生显著的性改变。溶剂也会随着时间的推移“清洗”聚合物中的增塑剂和稳定剂等添加剂。
与聚合物的化学相互作用通常会导致交联(从而增加分子量)或降解/断链(降低分子量)。这些相互作用通常是不可逆的，并可导致聚合物性能发生显著的性改变。
环境应力开裂(ESC)
当聚合物暴露在化学物质中并存在应力的情况下(常见的是外部施加的应力)，应力开裂可导致聚合物断裂。环境应力开裂(ESC)是在应力作用下表面的物理而非化学相互作用的结果：未发生化学转变，但应力开裂剂加速了宏观脆性断裂的形成。
虽然无法预测哪些化学物质会导致环境应力开裂，但通常情况下，表面活性剂是有效的应力开裂剂。环境应力开裂类似于金属中的应力腐蚀开裂现象。而VICTREX™ PEEK可在很大程度上抵御环境应力开裂。
深入研究的必要性
综上所述，为开发技术的创新型解决方案，用于油气环境中的聚合物的耐化学性测试，是一个非常重要的方面。但如果总体目标是预测热塑性复合材料管在恶劣使用环境中的寿命，不能孤立地考察聚合物基体的降解，所以聚合物的耐化学性测试只是其中一个方面。还需要考虑的其他机理，包括纤维增强降解、纤维/基体界面降解和相邻层间界面降解，所有这些因素都将在前面提到的后续博文中加以论述。
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