Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Прочность и разрушение неметаллических материалов в агрессивных средах. Учебник. Шевченко А.А.doc
Скачиваний:
154
Добавлен:
20.05.2014
Размер:
2.25 Mб
Скачать

Относительное удлинение при разрыве, % 350 - 500

Температура плавления, 0С 150 - 155

Покрытия из ПВДФ наносят из порошков и суспензий в виде пленок и листов. Свойства покрытий из ПВДФ не изменяются после длительно контакта со многими агрессивными средами: 36%-ная HCl, 68%-наяHNO3, 92%-наяH2SO4, 40%-нойNaOH, кипящая вода.

20.2.6. Полиизобутилен

Это линейный полимер получаемый при полимеризации изобутилена (- СН2С(СН3)2- )n.

Наиболее широкое применение в антикоррозионной технике нашли высокомолекулярные марки полиизобутилена (молекулярный вес 104– 204).

Полиизобутилен отличается сравнительно высокой морозостойкостью, озоностойкостью, светостойкостью, устойчивостью формы, химической стойкостью, высокими диэлектрическими свойствами. Прочностные показатели полиизобутилена невысокие. Для повышения механических и других свойств полиизобутилены вальцуют с наполнителями (графит, сажа и др.).

Полиизобутилен применяется, главным образом, в качестве обкладочного материала по металлу, бетону, для защиты их от действия агрессивных сред и в качестве прослоечного эластичного изолирующего материала для покрытий полов и футеровок. В связи с тем что полиизобутилены деформируются под действием механических нагрузок, применение его для прокладок нецелесообразно. Для аппаратов, работающих при разрежении, применение полиизобутиленовых обкладок не допускается.

Полиизобутилен, наполненный сажей и графитом, - ПСГ характеризуется следующими свойствами:

Плотность , г/см31,35 – 1,42

Разрушающее напряжение при растяжении, МПа 4,5 – 6,5

Относительное удлинение при разрыве, % 475 - 500

Твердость по Шору 65

Температура хрупкости, 0С - 24

Полиизобутилены, в отличие от каучука, не требуют вулканизации, и это ценное свойство, обусловленное их насыщенностью, значительно упрощает технологию применения их в виде листов для обкладки аппаратуры. Полиизобутилены, как предельные углеводороды, не способны к реакциям присоединения; они отличаются высокой химической стойкостью в большинстве агрессивных сред; их склонность к старению незначительна.

Полиизобутилен растворим в ароматических растворителях, в минеральных маслах, хлороформе и некоторых других органических веществах. В минеральных кислотах, щелочах и других агрессивных средах он устойчив. При комнатной температуре азотная кислота на него не действует. При температуре выше 800С полиизобутилены разрушаются в концентрированной серной и азотной кислотах.

Недостатками полиизобутилена являются невысокая теплостойкость (он применяется при температуре не выше 50 – 600С) и холодная текучесть, т.е. высокая остаточная деформация при длительном действии внешнего усилия.

Для прикрепления полиизобутиленовых обкладок к защищаемым конструкциям и для склейки листов полиизобутилена между собой употребляют различные клеи. Прочность сцепления с металлом достигает 2,5 МПа, а с бетоном и с деревом 1,5 МП. Лучшими из испытанных клеев являются клеи № 88 и 8. Достаточная прочность сцепления наступает через 1 – 2 суток при температуре 500с и через 10 – 20 суток при комнатной температуре.

Из-за большой пластичности ПСГ возможна обкладка клепаной аппаратуры. Обкладка ПСГ допускает нагрузку на сжатие до 0,3 Мн/м2. Полиизобутиленом можно покрывать трубы.

Полиизобутилены можно сваривать. Сварку производят обычной горелкой, употребляемой при сварке винипласта, полиэтилена и других термопластов.

20.3. Поликонденсационные смолы и защитные композиции на их основе

Поликонденсационныем смолы (реактопласты, термореактивные смолы) могут применяться для защиты от коррозии как в чистом виде (с небольшими добавками пластификаторов, отвердителей, инициаторов, пигментов и др. ингредиентов) – лакокрасочные материалы, так и в виде высоконаполненных композиций – замазок, мастик, листов. Химическая стойкость композиций определяется соответствующими свойствами, как смолы, так и наполнителя. Существенное влияние на химическую стойкость оказывают и другие компоненты, входящие в состав композиции, в первую очередь пластификаторы и отвердители. В настоящем разделе дается основная характеристика наиболее применимых в антикоррозионной технике синтетических смол и наполнителей и ряд общих положений по приготовлению защитных композиций на их основе.

20.3.1. Фенолоформальдегидные смолы

Фенолоформальдегидные смолы получают реакцией поликонденсации фенола и формальдегида. Наиболее широкое применение для защиты от коррозии нашли резольные фенолоформальдегидные смолы, получаемые поликонденсацией при избытке формальдегида в присутствии щелочного катализатора. Отверждение фенолоформальдегидных смол – перевод их в твердое, неплавкое состояние – осуществляется при нагревании до 130 – 140 0С и выдержке при этой температуре в течение 30 – 50 ч. (в зависимости от толщины покрытия). При нормальных температурах отверждение фенолоформальдегидных смол можно инициировать кислыми катализаторами, например, паратолуолсульфохлоридом.

Отвержденные фенолоформальдегидные смолы обладают высокой стойкостью к действию воды и органических растворителей, кислот (исключение составляют окислительные кислоты: азотная, хромовая, серная – свыше 80%) и растворов многих солей. Щелочные среды, особенно гидроксиды щелочных металлов, вызывают химическую деструкцию фенолоформальдегидных смол и защитных покрытий на их основе. Фенолоформальдегидные смолы и композиции на их основе можно эксплуатировать в зависимости от среды при температурах до 90 – 150 0С. Вообще они сохраняют прочность, твердость и стеклообразное состояние до температуры 250 – 2800С. При температуре выше 2800С начинается деструкция смол. Чистые отвержденные фенолоформальдегидные смолы обладают высокой хрупкостью; разрушающее напряжение при изгибе равно 35 – 100 МПа. Для снижения хрупкости фенолоформальдегидные смолы пластифицируют, например, каолином, жидкими каучуками (нитрильные, бутилкаучук, олигомеры изобутилена), полиамидами. Ненаполненные смолы применяются в виде лаков: бакелит (непластифицированая смола), лак-86 (пластификация каолином).

В антикоррозионной технике для нанесения толстослойных покрытий наиболее широкое применение среди всех реактопластов нашли композиции на основе фенолоформальдегидных смол: фаолиты и арзамит.

Фаолиты (ТУ 6-05-1169-75) выпускаются в виде листов, прессовой массы и замазки на основе резольной смолы. В зависимости от наполнителей выпускают фаолит трех марок: А – наполнитель асбест, В –наполнитель тальк и Т – наполнитель графит. Толщина листов от 8 до 20 мм. Фаолит применяется как самостоятельный конструкционный материал для изготовления разнообразной химической аппаратуры, а также для защиты металлических аппаратов путем обкладки листами – фаолитирование. Склейку листов, разделанных «на ус», производят с помощью фаолитовой замазки или 30%-ным раствором бакелитового лака в этиловом спирте. Для размягчения фаолита и снижения его вязкости применяют этиловый спирт. Отверждение фаолита проводят по ступенчатому режиму: нагрев до 60 – 70 0С и выдержка при этой температуре в течение 6 часов, 70 – 800С – 5 ч, 80 – 900С – 4 ч, 90 – 1000С – 3 ч, 100 – 1100С - 4 ч, 110 – 1200С – 5 ч, 120 – 1300С – 3 ч. Выпускаются также трубы из фаолита (ТУ 6-05-1170-76), которые можно использовать самостоятельно или в качестве защитных вкладышей в стальные трубчатые элементы (короткие участки трубопроводов, патрубки, штуцера, люки и т.п.). Вставку вкладышей можно производить на любом адгезиве.

Фаолит обладает хорошими физико-механическими характеристиками, основные из которых имеют следующие значения:

Плотность, г/см31,50 – 1,60

Теплостойкость по Мартенсу, 0С 100 - 110

Разрушающее напряжение*, МПа

при растяжении 12 – 20

31 - 38

при изгибе 49 – 60

26 - 28

при сжатии 60 – 90

60 – 90

при срезе 30 – 38

24 - 25

Твердость по Бринеллю, МПа 20