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玻璃钢桥架的优缺点,耐腐蚀玻璃钢渗漏原因分析
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恒德环保科技

时间 : 2022-05-14 07:09 浏览量 : 15

玻璃钢桥架的优缺点,耐腐蚀玻璃钢渗漏原因分析

2.2.1介质在高聚物中的扩散渗透机理

介质在高聚物内的扩散机理,根据高聚物结构的不同可分为二种:介质分子在聚合物大分子链间的扩散,即分子水平上的扩散和介质分子在聚合物内的微孔、裂缝或其它空隙的所谓毛细扩散。介质分子在聚合物大分子链间的物质传递,一般认为可以通过分子的热运动和聚合物内的自由体积来实现。这就是说在聚合物内扩散的介质小分子要能从一个平衡位置迁移、扩散到另一个平衡位置必须具备两个条件:一是足够的热能,以克服一定的能垒,在聚合物链间移动或跳动;二是在扩散分子的周围必须有“小孔”,即自由体积存在,以实现一定体积的扩散小分子的转移。实验证明,这种低分子介质在高聚物大分子链间的扩散、渗透,符合Fick定律,可用Fick第一和第二定律进行理论上的计算和推导,得到一系列有实际意义的结果。一般来说,热塑性塑料,如聚氯乙烯、聚丙烯和聚乙烯等塑料在腐蚀介质中扩散渗透行为较为符合典型的Fick扩散情况,对这些材料的扩散,渗透研究也较为详细。如60年代初期,上海化工研究院安装了我国第一台聚氯乙烯硝酸吸收塔,曾成功地使用了20年,在这一过程中,我国腐蚀工作者,曾用红外光谱法跟踪研究测试PVC板被硝酸介质扩散渗透的深度,结果发现20多年的扩散渗透深度仅1mm.而由此理论推算认为1cm厚的PVC吸收塔,从扩散渗透角度看其渗透寿命有100年之久。在扩散渗透的研究中,一个较为方便而普遍的方法是做出板材在介质中的重量变化(增重或失重)百分率同时间的曲线图,典型符合Fick定律的分子水平扩散曲线是这样的:浸泡初期,板材在介质中的重量变化率(增重)随时间而增加并呈一直线,但一定时间后,增重率即趋于平衡,并在图上呈现一水平的直线,如图12-1。由曲线获得的一些数据(曲线斜率和平衡重量等),通过公式,以可计算该条件下的扩散渗透系数,并进而推算板材的渗透寿命。

当聚合物中存在较多微孔、裂纹时,则其扩散远远偏离Fick扩散定律并呈现较为复杂的情况,介质在未经防渗层设计的FRP中的扩散原则上属于这种含有微孔和裂纹的毛细扩散,当聚合物中存在较多孔隙时,可用下列公式计算:dV __ xd'(P2-P1)=d1287L

式中Y—单位时间通过毛细管的介质体积;

d——毛细管的直径;

L——毛细管的长度;

——介质的粘度;

P2-P1——扩散渗透的压差。

计算表明,对于厚度为1cm,空隙率为6%的玻璃钢,设空隙的大小为0.01cm.则水在77C下透过该玻璃钢的速度为2.5×10-2mg/(cm2·s),这比同样条件下的Fick扩散为主的水的扩散要大2

万倍。这说明,当高聚物内部存在毛细孔时,则毛细孔对介质扩散速度的影响是主要的,也说明未经防渗考虑的FRP.在介质作用下很快发生渗漏是可以理解的。在这种情况下,某扩散渗透的重量变化率——时间关系曲线也远远偏离典型的Fick扩散曲线,而呈现各种无规律情况,见图12-2。

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