高分子材料在化工防腐中的運(yùn)用

摘 要：化工行業(yè)中，在生產(chǎn)產(chǎn)品的過程中所使用的化學(xué)原料和生產(chǎn)的產(chǎn)品一般具有腐蝕性，也就是會(huì)與材料發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)使材料受到損害。如果出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，出現(xiàn)的直接損失是材料受到損失，但是嚴(yán)重的話還會(huì)影響產(chǎn)品的生產(chǎn)連續(xù)性，降低生產(chǎn)效率。如果因?yàn)楦g材料使化工產(chǎn)品泄露，會(huì)對(duì)環(huán)境和人體生命健康造成危害?；じg這一問題給化工企業(yè)帶來了不少經(jīng)濟(jì)損失和安全事故。所以進(jìn)行防腐是非常重要的，它直接影響著設(shè)備的使用年限和人的生命健康安全，并且更加關(guān)系著企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。本文主要對(duì)高分子材料的耐腐蝕性和一些常用的高分子材料做了闡述，并談了一些具體的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高分子材料;化工防腐;運(yùn)用

1 引言

對(duì)于防腐材料的研究是防腐技術(shù)研究的重要方面，金屬合金是最早的防腐研究材料，應(yīng)用的也比較好。但是還是存在著一些問題，對(duì)于有些腐蝕介質(zhì)利用金屬合金并不能很好的防腐，針對(duì)這一情況，人們對(duì)非金屬材料逐漸重視起來。高分子材料的結(jié)構(gòu)豐富，并且容易設(shè)計(jì)和加工，在一定的要求下，在酸堿等介質(zhì)中的抗腐蝕性強(qiáng)于金屬合金，并且價(jià)格也比較便宜。事實(shí)表明，高分子材料在化工防腐中的應(yīng)用需求量越來越大，防腐性強(qiáng)從而提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 高分子材料的耐腐蝕性

以高分子材料生成的容器等很多器具用材，結(jié)構(gòu)非常嚴(yán)密，不會(huì)有滲漏的情況出現(xiàn)，而且耐腐蝕性比較好。比如以PVC為材料的器皿，在與酸性物質(zhì)接觸時(shí)具有化學(xué)惰性，不會(huì)和酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而保護(hù)好酸性物質(zhì)。有的高分子材料器材和介質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后會(huì)形成新的保護(hù)層，來防止物質(zhì)再次發(fā)生反應(yīng)。比如將S-148不飽和的UP樹脂在常溫下將其放在70%的硫酸中會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以看到UP樹脂表層出現(xiàn)了一層黑色的物質(zhì)，但是將這層物質(zhì)去掉，里面的UP樹脂完好無損。借助儀器來看生成的黑色物質(zhì)，會(huì)發(fā)現(xiàn)主鏈上的苯環(huán)發(fā)生了橫化反應(yīng)，新形成的物質(zhì)不會(huì)被硫酸腐化侵蝕，更加提升了UP樹脂表面結(jié)構(gòu)的縝密，更好的保護(hù)了UP樹脂。這表面了即使介質(zhì)和容器發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，但是這種化學(xué)反應(yīng)形成的物質(zhì)惰性會(huì)更強(qiáng)，可以防止介質(zhì)接觸到容器內(nèi)部，更好的保護(hù)了內(nèi)部材料。有的器具用材會(huì)被微生物破壞分子結(jié)構(gòu)，但是很多高分子物質(zhì)沒有微生物生存的環(huán)境和條件，所以不會(huì)因?yàn)楸晃⑸锒艿角治g失去保護(hù)作用。

3 在化工防腐中常用的高分子材料

3.1 環(huán)氧樹脂（EP）

環(huán)氧樹脂有很好的耐水性、耐堿性，而且有很好的力學(xué)性能，在常溫的情況下，把EP固化的時(shí)候其收縮程度很小。但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中，固化劑的選擇非常重要，物質(zhì)的耐腐蝕性和耐熱性都會(huì)隨著固化劑的不同而有著不同的效果，所以企業(yè)應(yīng)該根據(jù)不同的介質(zhì)情況而研究制造出適合的固化劑來進(jìn)行防腐工作。例如6010環(huán)氧樹脂，固化劑為C-20的時(shí)候，環(huán)氧樹脂在80℃以上的溫度下就會(huì)發(fā)生變形，如果固化劑是乙二胺，那么環(huán)氧樹脂在五六十度的溫度下就會(huì)發(fā)生變形，如何固化劑為苯二胺，環(huán)氧樹脂在150℃以上的溫度下才會(huì)發(fā)生變形，同時(shí)抗腐蝕性也會(huì)有所不同。由此可見，環(huán)氧樹脂的耐熱性和耐腐蝕性會(huì)發(fā)生很大的改變，其設(shè)計(jì)性和調(diào)節(jié)性都非常強(qiáng)，所以了解介質(zhì)的屬性和如何利用固化劑是非常重要的。環(huán)氧樹脂的應(yīng)用也比較廣泛，可以根據(jù)國家的規(guī)定，將其應(yīng)用在食品等防腐的情況中，當(dāng)然對(duì)于固化劑的選擇也是在國家許可條件下的。

3.2 不飽和聚酯（UP）樹脂

不飽和聚酯樹脂在化工防腐中的使用的情況很多，應(yīng)用面也比較廣，在涂層、整體等器具用材中都有所應(yīng)用。不飽和聚酯浸潤(rùn)性很好，并且不易被鹽、堿等介質(zhì)腐蝕，在使用的過程中也不用稀釋，并且價(jià)格比較便宜。但是不飽和聚酯樹脂的在固化的時(shí)候收縮率比較大，與環(huán)氧樹脂不同，它的耐熱性取決于自己本身，可調(diào)節(jié)性不強(qiáng)。常用的不飽和聚酯樹脂有乙烯基酯不飽和聚酯樹脂，它是由低分子量的環(huán)氧樹脂和丙烯酸的聚合物，這種物質(zhì)可以將環(huán)氧樹脂較強(qiáng)的力學(xué)性能和不飽和聚酯樹脂的耐腐蝕性綜合起來，取長(zhǎng)補(bǔ)短，變成更強(qiáng)的耐腐蝕性。雙酚A型的不飽和聚酯樹脂的耐熱性比較好，在100℃以上的溫度下才會(huì)發(fā)生變形，耐化學(xué)藥品性也比較好，但是耐腐蝕性低于上述所說的物質(zhì)。

3.3 酚醛樹脂

酚醛樹脂的耐腐蝕性和耐熱性強(qiáng)，將其固化需要比較高的溫度，但是該物質(zhì)抗堿性比較差。酚醛樹脂可以用作塑料里面的膠合劑，對(duì)于氫氟酸、醋酸、濃度在70%以下的硫酸等環(huán)境下都比較穩(wěn)定，一般會(huì)將其模壓成型弄成耐酸腐蝕的閥門，或者在高溫工作下和耐酸的零件。在酚醛樹脂膠泥中應(yīng)用不一樣的填料，如石英粉、石墨粉等，會(huì)生成不一樣的膠泥。但是在填料的物質(zhì)中不能含有碳酸鹽，因?yàn)樘妓猁}會(huì)與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而生成二氧化碳?xì)怏w，導(dǎo)致膠泥的空隙增多，容易使腐蝕物質(zhì)流入從而導(dǎo)致器具用材被腐蝕。

4 高分子材料在化工防腐中的應(yīng)用

4.1 涂層

防腐涂層是將需要保護(hù)的部位涂上高分子防腐材料，使被保護(hù)的部位與具有腐蝕性的介質(zhì)隔離，防止他們發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而保護(hù)材料。高分子材料在腐蝕環(huán)境中的穩(wěn)定性由其與具有腐蝕性介質(zhì)的化學(xué)惰性所決定。比如在泵類修復(fù)保護(hù)中，先將泵類的表面做噴砂處理，將其表面被氧化的表層清除掉，再對(duì)粗糙的表面噴涂福世藍(lán)2291金屬預(yù)處理劑，避免金屬表面再次氧化。在涂抹材料的過程中，先用福世藍(lán)2211F將泵類表面坑洼的部分填平，涂料固化后將其打磨光滑再涂福世藍(lán)2222材料，要將上一步的涂料完全覆蓋，固化后再打磨，之后重復(fù)上一次步驟涂抹福世藍(lán)2222材料，固化后再次打磨，最后再涂一層薄的材料，確保泵類表面的光滑。在固化的過程中，固化時(shí)間會(huì)隨著溫度的變化而變化。

4.2 整體的防腐器具

使用高分子材料代替金屬物質(zhì)形成耐腐蝕的整體防腐器具，性能比較好并且器具比較輕，也方便運(yùn)輸。比如鋁塑復(fù)合管、橡膠管道、PVC材質(zhì)的防腐器具。

4.3 有效的防腐層厚度設(shè)計(jì)

在化工的防腐過程中，具有腐蝕性的介質(zhì)各種各樣，由于腐蝕性情況不同，在需要不同防腐材料的同時(shí)還需要控制好合適的相關(guān)厚度。對(duì)于氣相防腐，有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的區(qū)別，靜態(tài)的氣相防腐由于氣體的滲透性比較小，介質(zhì)的濃度比較低，在選擇好合適的防腐涂料后，涂5層就可以。但是對(duì)于動(dòng)態(tài)的氣體，因?yàn)榫哂辛鲃?dòng)性，對(duì)于防腐的條件就比較高，只用簡(jiǎn)單的涂料不能滿足工程要求，可以選擇玻璃鱗片樹脂涂層等專門的涂料進(jìn)行防腐工作，厚度一般在1mm以上。關(guān)于液相防腐，液態(tài)具有滲透性，在防腐中要注意這個(gè)問題。對(duì)于靜態(tài)液相防腐有在儲(chǔ)蓄罐、運(yùn)輸槽車等容器中裝硫酸、鹽酸等溶液，對(duì)于這些溶液的防腐可以采用貼層防腐，厚度要在3mm以上，也可以用玻璃鋼運(yùn)輸罐的整體防腐形式。對(duì)于動(dòng)態(tài)的腐蝕液體，在擁有滲透特質(zhì)的情況下還有磨蝕和沖蝕的情況，所以在管道、閥門和泵等化工設(shè)備的防腐工作中條件很苛刻?，F(xiàn)在對(duì)于工作環(huán)境的溫度高于十度的防腐問題都可以解決，但是有的高分子材料并不能同時(shí)滿足耐高溫和耐腐蝕，所以以后高分子材料在化工防腐中仍是重要的研究課題。

5 結(jié)束語

在不同的溫度下高分子物質(zhì)的耐腐蝕性是不一樣的，并且高分子物質(zhì)的可設(shè)計(jì)性很強(qiáng)，根據(jù)不同的環(huán)境條件使用不同的高分子物質(zhì)，或者經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成更強(qiáng)的保護(hù)層，來滿足化工防腐的需要。所以企業(yè)必須了解腐蝕介質(zhì)的特性，再根據(jù)特性研制合適的高分子的防腐材料，在選擇材料的過程中應(yīng)該對(duì)材料的防腐等性能做好測(cè)驗(yàn)和綜合評(píng)價(jià)并且隨著科技的發(fā)展。高分子材料在化工防腐中會(huì)有更多的應(yīng)用，防腐效果也會(huì)越來越好。從而減少對(duì)介質(zhì)的浪費(fèi)并且可以減少環(huán)境污染和損壞人的身體健康，也會(huì)增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。

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作者簡(jiǎn)介：

沈祺（1987- ），男，山東棗莊人，工程師，主要從事化工生產(chǎn)技術(shù)管理工作。