МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ и СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ

Оценка химической стойкости полимеров

Полимерные материалы в процессе эксплуатации или хране­ния могут контактировать с агрессивными средами, под действием которых протекают следующие процессы: сорбция компонентов аг­рессивной среды; десорбция из полимерного материала различных добавок (стабилизаторов, пластификаторов и т. д.); химическая дест­рукция; растворение полимера; изменение физической структуры (степени кристалличности, микропористости и т. д.). Под действием этих процессов происходит изменение (чаще всего ухудшение) экс­плуатационных свойств полимерных материалов: механических, оп­тических, диэлектрических, сорбционных, диффузионных и т. п. По­этому важной задачей является оценка химической стойкости и пред­сказание долговечности полимерного материала [31].

Изменение массы полимерного образца при его продолжи­тельном экспонировании в агрессивной среде обычно рассматривает­ся как признак протекания физических или химических процессов. Уменьшение молекулярной массы полимера обычно свидетельствует о химической деструкции; увеличение массы во времени рекомендо­вано по ГОСТ 12020-72 использовать для расчета величины сорбции агрессивной среды и коэффициента диффузии. Однако гравиметриче­ский метод целесообразно применять только для однокомпонентной агрессивной среды вследствие различия в скорости сорбции различ­ных компонентов. Более правильно оценивать химическую стойкость полимерных материалов в агрессивных средах по кинетическим (кон­станты скорости, энергии активации), диффузионным, сорбцион- пым, механическим и другим показателям.

Поскольку такие параметры определены для небольшого чис­ла систем полимер - среда, большое распространение получила каче­ственная оценка химической стойкости с помощью баллов (трех-, че­тырех - и пятибалльные системы). Эти оценки носят описательный ха­рактер: материал стойкий (устойчивый, химического разрушения не происходит) - балл 1; относительно стойкий (условно, ограниченно стойкий, применение допустимо) - балл 2; нестойкий (разрушается) - балл 3 (табл. 15.2).

Для учета влияния напряжений на химическую стойкость ре­зин можно воспользоваться комплексной трехбалльной системой оценки стойкости резин в агрессивных средах при многократных де­формациях. Для этого используют три показателя: набухание g, (%), Динамическую ползучесть Eg, (%), долговечность тр, (ч). Каждый из показателей оценивают по трем баллам, после чего все три балла сум­мируют.

Четырехбалльная система комплексно учитывает изменение массы и прочности. Пятибалльная система оценок широко распро­странена за рубежом как описательно-качественная, а также учиты­вающая критерии изменения прочности. По стандартам США и Япо­нии пятибалльная система выводится из 10 показателей, каждый из которых, в свою очередь, оценивается от 1 до 10 баллов.

Таблица 15.2.

Трехбалльная система оценки химической стойкости по измене-