автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Разработка многослойных полимерных покрытий с регулируемой проницаемостью коррозионных сред

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РСФСР ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ'ШКОЛЫ

МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи

ИЛЬИН АЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ

РАЗРАБОТКА МНОГОСЛОЙНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИИ

С РЕГУЛИРУЕМОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ КОРРОЗИОННЫХ СРЕД

О

Специальность 05.02.01 - материаловедение в машиностроении

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1991

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовател! ском институте по защите металлов от коррозии.

Научный руководитель: профессор, доктор химических не ук Крашенинников А.И.

Официальные оппоненты: профессор, доктор хммичесю наук Чалых А.Е..доцент, кандидат технических наук Терновых АЛ

Ведущая организация: Воскресенское производственнс объединение "Минудобрения".

0 Защита состоится .

Защита состоится .7ГГ... 1991 г. в

час.на заседании специализированного совета К 063.093.01 в Мое ковском институте приборостроения/ 107076, г. Москва, ул.Стрс мынка, д.20.

Автореферат разослан ..". .иггггг/.. 1991 г.

Ученый секретарь специализированного Совета МИЛ, кандидат технических наук, доцент 5 А.П.Дальск;

Зак. 5373 Тир. 100 ПИК АЭ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в машиностроении все хльшее распространение находят полимерные материалы применяемые ж в виде конструкционных материалов, так и виде противоррозион-IX покрытий (Пк), использование которых связано с развитием вы-жоагрессивных химических технологий не только в химическом ма-шостроении, но и в других перспективных машиностроительных от-*слях. Высокотехнологичные монолитные полимерные Пк в настоящее эемя становятся одним из доминирующих направлений противокорро-юнной техники. Несмотря на широкую гамму противокоррозионных этериалов, подбор материалов и формирование конструкции Пк во югом еше базируется на эмпирическом подходе. Из ограниченности сазашшх представлений вытекает необходимость более глубокой роработки проблемы конструирования Пк с регулируемой проницаемо-гью, исследование основных физико-химических процессов, опреде-шцих их проницаемость. Наиболее информативны такие характерно-,тки переноса диффузанта как концентрационная зависимость коэф-яциента диффузии Б(С) и профиль распределения концентрации сре-1 в материале Пк С(Х). Для решения поставленной задачи разработ-д многослойных полимерных Пк с регулируемой проницаемостью кор-эзионных сред необходимо было использовать комплекс методов поз-элякшдах провести как определение диффузионных параметров мате-иалов на основе различных классов полимеров и математическое мо-элирование Пк из них, так и исследова!ше конструкций Пк разра-отанных и оптимизированных на основе полученных представлений.

Цель настоящей работы являлось: 1. Установление закономерно-тей проникновения кислот в материалы на основе эпоксидных и фе-олоформальдегидных смол и производных полиэтилена, в т.ч., хара-тера распределения кислоты и концентрационной зависимости коэф-ициента диффузии Б (С); 2.Исследование закономерностей диффузии ерез двухслойное Г1к, включающее слои материалов с различными идами зависимости Б (С); 3. разработка оптимальных конструкций ногослойных полимерных Пк позволяющих регулировать стационарную и нестационарную проницаемость Пк.

Научная новизна. Сформулирована модель диффузии кислых агре-сивных сред со связыванием диффузанта реакционноспособными цент-

рами эпоксидных полимеров, описываемая концентрационной зависимо! стыо коэффициента диффузии Б(С) и нефиковским профилем распреде ления диффузанта в полимере С(Х). На основе нового метода восста новлешя концентрационной зависимости П(С) и профиля С(Х) прове дены исследования потока диффузанта на нестационарном участке.

Практическая ценность. На основе развитых представлений раз аботаны оптимальные конструкции двухслойных противокоррозионны Пк с регулируемой проницаемостью коррозионных сред состоящие и материалов на основе производных полиолефинов (полиэтилен, фторо пласт, хлорсульфированный полиэтилен) и сшитых реактопластов (эп оксидные и фенолоформальдегидные смолы). Для таких конструкци улучшается не только диффузионная непроницаемость и химическа стойкость, но и весь комплекс физико-механических и адгезионны характеристик в процессе эксплуатации. Разработанные конструкци защищены двумя авторскими свидетельствами. С помощью разработан ных материалов и способов защиты проведена противокоррозионна защита химического оборудования и сооружений на Новгородском П "Азот", Тамбовском ПО "Пигмент", Воскресенском ПО "Минудобрения" Гродненском ПО "Азот", Рудненском химзаводе. Экономический эффек составляет более 200 тыс. руб.Потребность в материале >50 тн/год

Автор защищает. 1. Результаты исследования стационарного нестационарного переноса кислот и их водных растворов через поли мерные материалы. 2. Результаты и метод восстановления концентра ционной зависимости коэффициента диффузии и профиля распределени диффузанта. 3. Результаты исследования химической стойкости и мо дель диффузии с необратимым связыванием диффузанта в полимере. 4 Разработанные оптимальные конструкции двухслойных Пк с внутре нним слоем на основе эпоксидных смол и наружным слоем на основ производных полиолефинов.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на на учно-технической конференции "Опыт научно-иследовательских орга низаций, предприятий и строек по антикоррозионной защите материа лов, Брест, 1983 г.; на Всесоюзной научно-практической конферен ции "Защита от коррозии в химической промышленности", Черкассы 1985 г.; на Всесоюзном семинаре-микросимпозиуме "Современные про блемы физической химии полимеров." У1ФХ АН СССР,Москва,1990.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных ра-т и получено 2 авторских свидетельства.

Обьем и структура работа. Диссертационная работа изложена на 6 стр. машинописного текста,' содержит 10 табл., 64 рис. Состоит введения, 5 глав, включая обзор литоратуры, экспериментальную сть, выводов, списка литературы (90 наименований),2 приложений.

Методы исследования описаны во 2 главе диссертации.

Определение диффузионной проницаемости проводили с использо-нием интерференционного микрометода, метода люминесцентных ка-лышх индикаторов, метода определения спектрально-пространст-нного распределения люминесценции полимера на разработанной для лей данной работы установке "Микроспектрозонд" на основе модер-зированного люминесцентного микроскопа Люмам-ИЗ сопряженного с ограммно-перемещающим устройством на основе прибора БЕШГОССЖ-б ДР).Рентгеноспектральные характеристики определяли на приборах М-25 и "Микроскан-9"(Англия).ИК-спектры регистрировали на при-ре ВШЖЕП ,ТРБ-113-У (ФРГ). Адгезионную прочность определяли медом нормального отрыва по ИСО 4624-78Е на разрывной машине 0,5. Физико-механические исследования проводились по ГОСТ 262-76 на динамометре Скотта ЬЕ-5007-2 фирмы БМтайзи (Япония).

Экспериментальные результаты и их обсуждение.

Наибольшей информативностью при исследовании диффузии кислот полимерных материалах,позволяющей без каких либо допущений кор-ктно анализировать детали диффузионного процесса в системе ффузант-полимер, термодинамические параметры взаимодействия ди->узанта с матрицей и т.д., обладают методы, основанные на нахож-нии концентрационной зависимости коэффициента диффузии или, при возможности этого, на регистрации профиля распределения диффу-!нта по координате диффузии. Знание особенностей распределения :ффузанта в полимерной матрице особенно важно при исследовании в ютемах полимер-агрессивная среда, так как именно по данным о юфиле распределения может быть корректно предсказано время и иетика проникновения агрессивной среды к защищаемой подложке.

В разделах диссертации Методические аспекты (4.1) и Резуль-ты исследования (4.2) диффузии кислот в материалах на основе дрофильных полимеров проанализированы наиболее распространенные

методы исследования паспределения диффузанта: интерференционный микрометод, примененный для исследования диффузии индивидуальных кислот в оптически прозрачных материалах, метод локального рент-гено-спектрального анализа (ЛРСА), ограничением которого является требование низкой летучести диффузанта и метод люминесцентных индикаторов. Поскольку люминесцентный метод ранее использовался только для определения положения диффузионной границы ( X ), специально для целей данной работы был разработан метод люминесцентного микроспектрозонда (ЛМСЗ), позволяющий регистрировать интенсивность и спектры люминесценции в режиме сканирования по перечному срезу-шлифу Пк и,тем самым,анализировать изменения, происходящие с материалом под действием агрессивной среды и определять константу скорости проникновения среды X = t^X2/ t.Разработанный нами метод ЛМСЗ позволяет исследовать как модельные оптически прозрачные или люминесцирующие, так и промышленные высоконаполненные материалы при воздействии как индивидуальных, так и многокомпонентных сред различной природы и летучести.

На рис."[(кривая 2), рис.7а,б, и рис.7в представлено распределения диффузанта полученное интерференционным микрометодом, методом ЛМСЗ и методом ЛРСА соответственно. Как видно из представленных данных профили распределения имеют ступенчатый характер как для индивидуальных органических кислот и их растворов , так и для растворов неорганических кислот в широком концентрационном диапазоне. Для ступенчатых профилей распределения индивидуальных кислот по методу Мотано-Больцмана расчитана зависимость коэффициента диффупии or концентрации (рис.2 , кривая 2).

Принимая во внимание, характерное для зондовых методов уши-рение профилей, проявляющееся в одинаковой крутизне профилограмм при входе в образец и при пересечении границы проникновения,можно говорить об отсутствии среды перед регистрируемой границей проникновения. Этот вывод подтверждается анализом кинетики перемещения изоконцентрационных плоскостей, которая в рамках представлений о двухсторонней диффузии описывается известным уравнением Окуды

щ [ cos ] = ¿Ц- - In ( ),

1 А1г 4 С^

л'орое иредокапывает ускоренное проникновение на заключительных гадиях обусловленное взаимодействием "хвостов" встречных фронтов тффузии. Для исследованных в рамках данной работы объектов, но-ютря на линейность зависимости X =f(K~T) уравнение Окуды но вн~ шшется.что свидетельствует об отсутствии среды перед регистри-гемой границей. Дополнительным подтверждением модели ступенчато-) 'профиля служит линейная зависимость между величиной сорбции и нубиной проникновения среды AM/Mq = Gwm + ( С -- п,«' ) * 2X/I.,

)торая выполняется для используемых кислот и их растворов в ши-жом концентрационном и временном диапазонах (рис.6).

Люминесцентное зондирование среза образца на разных длинах )лн позволяет не только регистрировать профили распределения, но выпилить в nono проникновения участки материала с разной степе-}Ю взаимодействия с кислотой. Спектры люминесценции регистрируе-ie в этих зонах свидетельствуют о возникновении в полимере цент-)в люминесценции новой химической природы. ИК-спектры также сви-зтельствует об образовании соединений типа R0-S02-0R и R0-S02-R, го требует описания диффузионного процесса с учетом связывания тффузанта в результате химической реакции.

Т.о. основные закономерности проникновения растворов и без-)дных кислот в эпоксидные материалы характеризуются .во-первых, ?упенчатими профилями распределения диффузанта, во-вторых, пере-¡щение границ проникновения подчиняется X=f(K~t), а величина со-5ции пропорциональна X, в-третьих, диффузия сопровождается хими-эским связыванием кислоты полимером..

Все это позволяет представить диффузионный перенос кислот в витых реактопластах в рамках модели диффузии с необратимой химичкой реакцией со скоростью выше скорости диффузии. При этом ско зсть проникновения кислоты, при условии, что растворимость сво-)ДНой кислоты в полимере с отработанными группами (их концентра-ш равна Е) подчиняется уравнению Генри (Со - o*D), описывается эавнением 2 lg\ = lg(2oD/E) + lgP.

Экспериментальные результаты полученные в настоящей работе щтверждают линейность зависимости IgA, от lgP или Iga (а=Р/РО) ш НС1 и H2S04 при различных температурах в области средних кон-штраций. Т.о. модель диффузии с химической реакцией позволила

объяснить экспериментально установленные закономерности проникновения кислот в эпоксидные сшитые полимеры.

Необратимое химическое связывание диффузанта в эпоксидны; материалах приводит к тому,что выход кислоты к подложке на нестационарном участке процесса невозможен и подложки достигает толью вода. Этот вывод важен с точки зрения практики и, т.к.эта законо мерность сохраняется как для нелетучих, так и для летучих органических и неорганических кислот можно говорить о большой универса льности покрытий на основе сшитых реактопластов.

Использование комплекса методов применявшихся при исследо вагаш диффузии кислот в материалах на основе эпоксидных олигоме ров для материалов на основе производных полиолефинов затруднен низкой растворимость используемых агрессивных сред в этих матери алах (0,1-0,2% для 94% H2S04 во фторпроизводных полиэтилена), чт не позволяет корректно использовать зондовые методы.

Определение потока вещества, переносимого через мембрану пр исследовании нестационарного переноса позволяет корректно восста навливать профиль распределения диффузанта и анализировать термо динамические параметры взаимодействия диффузанта с матрицей пр нахождении концентрационной зависимости коэффициента диффузии.

Разработка метода восстановления концентрационной зависимое ти коэфиимепта диффузии по результатам исследования нестащонау ного переноса изложена в разделе 3.1.

С математической точки зрения поставленная задача формализу ется так называемой обратной коэффициентной задачей дифффузии когда ищутся функции C(X,t) и D(C) одновременно удовлетворяющи системе дифференциальных уравнений, алгоритм численного решени которой, разработанный в рамках настоящей работы.позволяет вое станавливать зависимость D(C), когда входной информацией алгорит ма является поток выходящий из мембраны,с максимальной ошибкой н превышающей 5% и в случае минимума экспериментальной информации знания только величины относительного потока диффузанта J=Q(t)/С при этом восстанавливается зависимость D, как функции относитель ной концентрации и=С/Со.

Анализ результатов исследования диффузии агрессивных сред гидрофобных полимерах ( раздел 3.2 ) показывает (рис.5), что диЗ

зиошшй процесс характеризуется выраженной зависимостью D(C). лтывая, что при диффузии из газа перелое HCL удовлетворительно ясывается D=const, наличие зависимости D(C) при диффузии из во-эго раствора вероятно обусловлено гидратационным связыванием эктролита в полимере. Экспериментальные (1) и расчетные данные этветствукжие извесипш моделям гидратов постоянного (3)

6n(k *Р )П 1 6(кг*Р )П -1

D = ПГ1* [ 1 + ----------^--------t---------- ]

0 ((п-1 )+2]*[ (п-1 )+31 (п+2)* (ш-3)

переменного (2) состава B=Do*exp[( Е + ÄGCM/nk)/RT ], где

J^rij, показывают, что количественное описание зависимости D(C)

эбует уточнения представлений о составе гидратов, хотя рассмот-иные модели гидратации и позволяют качественно объяснить снизке-з Б с уменьшением С диффузанта.

Информация о кинетике потока диффузанта после восстановления висимости D(С) позволяет затем восстановить и профиль распреде-[шя диффузанта в полимере. Для диффузионной системы HCL-фтороп-зт Ф4МБ вследствие концентрационной зависимости D(C) профили ¡0 на нестационарном участке имеют 5-образный вид, а стационар-з распределение концентрации в мембране нелинейно(рис.1).

В связи с тем, что результаты экспериментальных исследований лдетельствуют о регистрации потока HCL через материалы на осно-производннх полиэтилена, в отличии от эпоксидных материалов, з на начальной стадии диффузии (рис.1) может быть сделан вывод, э эксплуатация Пк даже на нестационарном участке происходит в повиях выхода кислоты к подложке и для немодифицированных про-зодных полиолефинов эффективный диффузионный контроль может гь обеспечен только путем снижения стационарной проницаемости.

Отмечетше особенности диффузионного переноса агрессивных зд через материалы противокоррозионных Нк позволяют сделать вод о перспективности использования комбинированных Пк, включа-их слои материалов различной природы и сочетающих положительные эйства этих материалов, такие как низкая растворимость среды и выход среды к подложке до момента полного "пробоя" Пк.

Сопоставление концентрационных зависимостей D(С) (рис.2)

показывает монотонный характер возрастания D(С) для полиэтилена резкий, скачкообразный - для эпоксидной смолы, что позволяет, д. целей математического моделирования процесса переноса диффузан через двухслойное покрытие (раздел 5.1) приближенно принять по< тоянный ( либо слабо изменяющийся )и возрастающий вид зависимое D(C) соответственно.

Из анализа представленных в таблице I результатов можно сд< лать вывод о том, что оптимальная конструкция Пк, включающ; внутренний слой с возрастающей зависимостью D(C) и наружный сл< с D = const и пониженной растворимостью среды, может быть эффе] тивной как на нестационарном (время задержки 0), так и'на стаци< нарном участке (стационарный поток Jct) диффузионного процесс! Если на поверхность наносится или создается поверхностной модиф] кацией (I1M) основного Пк слой с пониженной растворимостью, знач] тельное снижение проницаемости может быть достигнуто уже при то. щине наружного слоя IO-2Q5& от толщины основного слоя Пк(рис.: Снижение как Jct, так имз,, достигаемое за счет введения слоя пониженной растворимостью среды, не может быть достигнуто при с* поставимых толщинах в случае гомогенных Пк (табл. 2).

Т.о., на основании результатов математического моделирован можно ожидать, что двухслойные Пк на основе материала 2 с нару: ным слоем из материала 1 должны существенно превосходить по ди фузионной непроницаемости однослойные Пк.

Этот вывод подтверждается полученными нами результатами и следования диффузии агрессивных сред через двухслойное полимещ покрытие (раздел 5.Р.).Для летучих кислот (HCL) ПМ особенно эффе тивна на начальных стадиях отверждения эпоксидного материала, к гда матрица обладает большим содержанием функциональных групп следовательно,большой сорбционной емкостью и неравномерностью о верждения. Модифицирующий слой повышает однородность проникнов ния и надежность работы Пк холодного отверждения. Как следует результатов моделирования,благодаря низкой растворимости среды наружном слое, может быть достигнуто наиболее существенное сниж нме проницаемости Пк. Это условие выполняется для галогенпроизв дных полиэтилена, в случае малолетучих при нормальной температу кислот (H2S04.H3P04). Эффективность ПМ сохраняется и при повыи

х. температурах, когда летучесть этих кислот близка к значениям зктерным для летучих кислот ( рис.4.)- ИМ эпоксидных материал-слоями галогенпроизводных полиэтилена улучшается весь комплекс йств разработанных покрытий (таблица 3). Организован промыш-ннй выпуск разработанных материалов.Т.о., результаты моделиро-ия и экспериментальных исследований многослойных Пк позволяют лать вывод, что регулирование проницаемости противокоррозион-Пк необходимо проводить не наращиванием толщины а путем пода материалов и оптимизации послойной конструкции Пк.

ВЫВОДЫ

1. Разработан и организован промышленный выпуск материала на ове реакционноспособных олигоморов, позволяющего получать тивокоррозионные покрытия холодного отверждения с химической йкостью и диффузионной непроницаемостью, сопоставимыми с пок-иями горячей сушки и защищать крупногабаритное магаинострои-ьное оборудование.

2. Разработан методический подход к оптимальному конструи-анию многослойных полимерных покрытий на основе реакционнос-обных олигомеров и производных полиолефинов, базирующийся на лизе концентрационной зависимости коэффициентов диффузии и ядка расположения слоев материалов.

3. Разработан комплекс методов и методик позволяющий опре-ять диффузионные параметры характеризующие специфику взаимо-ствия агрессивных сред с материалами противокоррозионных пок-ий различной природы. Разработаны два новых метода исследова-

диффузионного переноса; метод люминесцентного минроспектро-да и метод восстановления концентрационной зависимости коэф--иента диффузии по результатам исследования нестационарного зноса диффузанта через мембрану: доработаны, применительно к зктам данной работы, методики интерференционного микрометода и эльного рентгеноспектрального анализа.

4. Исследованы закономерности переноса кислот в материалах рытий на основе гидрофобных полимеров. Показано, что для пере-э кислот в гидрофобных полимерах характерна концентрационная ясимость коэффициента диффузии, значение которого возрастает зе чем на 2 десятичных порядка. Показано, что в случае исполь-

зования гидрофобных полимерных покрытий как на стационарном, тг и на нестационарном участках на границе раздела покрытие-метал; наблюдается выход кислоты.

5. Проведено исследование диффузионного переноса в сшита реактопластах. Изучены профили распределения и кинотика днижош диффузионной границы. Показано, что в случае сшитых реактопластс диффузионный перенос сопровождается химической реакцией между пс лимером и агрессивной средой вследствие чего кислота распределен только в пределах диффузионной зоны и на нестационарном участр на границу раздела покрытие-металл выход кислоты невозможен. 01 личие механизма диффузионного переноса в гидрофобных и гидрофил! ных полимерах связано с тем,что в первом случае иммобилизация га слоты обусловлена связыванием с водой, а во втором - связывание матрицей. Обоснован метод расчета времени диффузионной непроницг емости покрытия на основе сшитых реактопластов по кинетике движе ния диффузионной границы. Определен уровень требований к. конста! там проникновения различных агрессивных сред в материал покрыт

6. Проведены математическое моделирование и экспериментал! ные исследования процесса диффузионного переноса агрессивных срс через двухслойные полимерные покрытия. Показано, что путем созд; ния двухслойных покрытий могут быть существенно улучшены диффуз! онные характеристики покрытия, снижена стационарная проницаемое и увеличено время прохождения среда через покрытие.Показано, чг оптимальная конструкция покрытия включает наружный гидрофобный внутренний гидрофильный слой, причем соотношение толщин слоев п< крытия определяется заданным режимом эксплуатации покрытия.

7. Разработанные материал, конструкция покрытия и техжш гия противокоррозионной защиты насосного и вентилляторного обор: дования, газоходов и трубопроводов, оборудования гальванических электролизных производств, химводоподготовки и водоочистки покр тием на основе реакционноспособных олигомеров и производных пол олефинов внедрены с экономическим эффектом более 200 тыс. руб. ; Новгородском ПО "Азот", Тамбовском ПО "Пигмент", Гродненском : "Азот", Воскресенском ПО "Минудобрения", Рудненском химзаводе площади более 10000 м2'. Обьем выпуска материала составляет 50 т

Основные результаты опубликованы в следующих работах:

иельянов Ю.В., Головин, В.А., Ильин А.Б. Защитные свойства и г использования противокоррозионных покрытий на основе эпокси-И и фенолформальдегидннх смол, модифицированных каучуками.-В :0пыт научно-исследовательских организаций, предприятий и стро-по антикоррозионной защите материалов/Тезисы докладов научно-нич. конф. Брест, 26-27 мая 1983 /г. Минск, 1983, с. 84-85. Емельянов Ю.В., Головин В.А., Ильин A.B., Кузнец В.Т. Газра-ки ВШЖ в области создания хтастойких мастичных композиций и т их применения для противокоррозионной защиты на предприятиях химпрома.-В кн.:Защита от коррозии в химической промышленнос-/Тезисн докладов Всесоюзной научно-практической конференции/ кассы, 1985, с. Ю-П.

Головин В.А., Ильин A.B., Емельянов Ю.В. Исследование диффузии лот в полимерные покрытия методом люминесцентных индикаторов. | кн.: Противокоррозионная защита в химической промышленности: . научн. тр. ВНИИК. М.:НИИТЭХИМ, 1985, с.87-95. Ильин А.Б., Головин В.А., Звягинцева и др. Мастичные составы : защиты емкостного оборудования. - В кн.:Противокоррозионная ¡ита в химической промышленности:Сб. научн. тр.ВНИИК. М.:НИИ-:им, 1985, с. 117-125.

Головин В.А., Ильин А.Б. Использование интерференционного мик-¡етода для исследования диффузии кислот в полимеры.- В кн.: За-ъ от коррозии в химической промышленности : Сб. научн.тр.ВШИК НИИТЭХИМ, 1987, с. 59-64,

Головин В.А., Емельянов Ю.В., Ильин А,Б. Диффузия кислот в по-

юрные материалы на основе эпоксидных смол модифицированных ка-

ками. Пластические массы, 1985, 3, с. IO-IJ,

Головин В.А., Ильин A.B. Исследование нестационарной диффузии

:творов кислот в гидрофобных полимерах и сшитых реактопластах.-

:н.: Совремекные проблемы физической химии полимеров ( Адгезия,

фузия, фазовое равновесие) ,М.-.НИИТЭХИМ, 1991.

A.c. I2I8663 МКИЗ С09Д 5/08 Способ получения антикоррозионного

рытия.

A.c. 1582423 МКИЗ С09Д 5/08 Способ получения противокоррозион-полимерннх покрытий.

С1 . С2 1 I

1801 ,1802

1с j

■10

Рис. 1

Рис.2

6

Л1 ,32 ,33 ,Л4 п п 1 Л

—1

—

1.1

х1 ,х2 1 1

0 Ь1 ,1Л ,Ь\ .Ь1 1 г» п 1 Ъ

Рис.3

Рис.4

Рис. 1 Распределение диффуэанта при диффузии соляной

кислоти в полиэтилен (1) и муравьиной кислоти в эпоксидную смолу (2).

Рис.2 Концентрационная зависимость коэффициента диф-

фузии (см~2/с) соляной кислоты в полиэтилен(1) и муравьиной кислоты в эпоксидную смолу (2).

Рис.3 Модифицирующее влияние наружного слоя покрытия

различной природы и толщины И на величину стационарного потока диФФузанта: 1-01=02=0.1 + 1,8*С, С0=С2=1; 2-01=1.02=0.1+1.8«С, С0=0.1, С2=1; 3-01=02=0.1+1.8«С. С0-0.1.С2-1; 4-01-02=0.1+1.8*С.С0«С2=0.1; 1-4-Ь2»1.

Рис.4 Кинетика проникновения 64 * Н2Б04 при 421 К в

исходный эпоксидно-ФенолоФормальдегидный материал (1) и с модифицирующим слоем на основе хлорсульфированного полиэтилена хспэ-20(2):Х(мм).1(с).

•10л5, см*2/сек

Р. X

Э

О

XI 800

Ч

X, мкм Рис.7а

0 Х2 300

J

X, МКМ

Рис.7б

О ХЗ 200

1

X, икм Рис.7в

Рис.

Рис

Рис

5 Сопоставление экспериментальных (1) и расчетних зависимостей О(С) для моделей гидратов переменного (2) и постоянного (3) составов (п=5: Кс=0.0383;0о= 4.81*10"—5 СМ2/С).

6 Зависимость привеса эпоксидных материалов в растворах СНЗСООН (0-70 Ъ. 97200 с, 343 К )-(1): 30 % Н2БОЬ (3600-370800 С, 343 К)-(2); растворах НС1 (023.8 %, 3.2*10~7 с, 293 К)-(З) от относительной глут бины проникновения кислоты.

7 Распределение кислоты в эпоксидном материале при диффузии растворов НС1(а) 5 «-(1). 15 %-(2), 20 %-{ 3). 30 %-(4): 100 X СНЗСООН(б): 30* Н2Б04(в):(а,в>-7.2*10-5 с, 343 К: (б)-1.2*10'4 с. 298 К.

Таблица 1. • * Таблица 2.

Сопоставление параметров переноса через мембраны с * Сопоставление нестационарной и ста-различным расположением слоев равной толщины Ы-12-1. * ционарной проницаемости покрытий.

01 С1 02 - С2 ./ст. 0 * Конструкция Пк Толщина 0 ./ст.

1 1 1 1 0,499 0,704 * 1. материал 2: 1,20 0,40 0,82

0,1+1,8*0 1 0,1+1,8*0 1 0,499 1,060 * 0=0,1 +1, 8*С; 1,93 0,93 0,51

1 1 0,1+1,8*0 1 • 0,390 1,144 * С1-1. 3,92 2,56 0,26

1 0,1 0,1+1,8*С 1 0,074 1,826 * 2. материал 1: 1,20 ,0,30 0,08

1 1 0,1+1,8*0 0,1 0,017 1,640 * 13-1; 2,36 0,93"' " 0,04

0,1+1,8*0 1 1 1 0,607 0,640 * 01-1. 0,39 "0,03 0,26

* 3. м.2+м. 1(1,0+0,2) 1,2 0,93 0,26

•' Таблица 3.

Характеристики промышленных покрытий из материала ВИКОР одно- и двухслойных с поверхностной модификацией слоем лака ЖГО после эксплуатации в агрессивных средах в течении 1400 час при 343 К-

Конструкция* Среда *Упругая усадка*ьЬдулъ упру-*Внутренние напря-*Адгезионная проч-*Глубина прони-покрытия , МПА гости, Е.МПа яения, вн., МПа ность, адг. ,МПа кновения X, мм

Однослойное 30% Н2Э04 0,36 2014 ' 7,25 9,3 0,45

207. НСЬ 0,22 2157 4,74 8,8 0,30

Двухслойное 30% Н2304 0', 22 2182 4,80 16,0 0,01

20% НСЬ • 0,15 2090 3,13 16,0 0,20 .

Исходное значение 0,17 2154 3,66 16,0 толщина Пк 1,0-1,2

X /1