【編號】2023-49

【題名】含氟高分子材料在濃硫酸介質(zhì)中的耐腐蝕性機(jī)理

【作者】宗韌哲，王志強(qiáng)，蔡尚脈等

【機(jī)構(gòu)】北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；北京理工大學(xué)長三角研究院；北京橡膠工業(yè)研究設(shè)計(jì)院有限公司

【刊名】工程塑料應(yīng)用

【文摘】為明晰含氟高分子材料的耐腐蝕性機(jī)理，采用分子動力學(xué)方法研究了濃硫酸溶液在聚四氟乙烯(PTFE)與聚全氟乙丙烯(FEP)中的擴(kuò)散行為，計(jì)算了濃硫酸溶液中氫離子在不同共混體系模型中的均方位移與擴(kuò)散系數(shù)，并通過PTFE和FEP在不同溫度和時間下的濃硫酸浸泡實(shí)驗(yàn)，采用質(zhì)量損失率、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)和力學(xué)性能分析方法對實(shí)驗(yàn)前后的試樣進(jìn)行表征.結(jié)果表明，在分子動力學(xué)模擬中，濃硫酸中的氫離子在PTFE中的均方位移和擴(kuò)散系數(shù)更大，擴(kuò)散更劇烈。在常溫浸泡實(shí)驗(yàn)后，PTFE和FEP都出現(xiàn)了輕微的滲透腐蝕現(xiàn)象，PTFE孔洞上方相連處出現(xiàn)斷缺，FEP表面則出現(xiàn)孔洞，兩者的質(zhì)量和力學(xué)性能都略微減少。在高溫浸泡實(shí)驗(yàn)后，PTFE和FEP的孔洞直徑均略微增加，質(zhì)量損失率分別為0.113％和0.091％，斷裂伸長率分別下降了34％和9％，但兩者的化學(xué)結(jié)構(gòu)基本無變化，均體現(xiàn)出了良好的耐腐蝕性，且FEP的耐腐蝕性能表現(xiàn)更優(yōu)異。