ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перенос растворов электролитов в неметаллических материалах из "Химическое сопротивление неметаллических материалов и защита от коррозии" Как и в случае переноса газов и воды, механизм этого процесса для растворов электролитов определяется соотношением плотной и пористой долей материала. [c.34] В пористых материалах, в которых размер пор допускает вязкое течение раствора под гидростатическим напором, поток будет зависеть от вязкости и плотности раствора. Помимо гидростатического напора на интенсивность потока будет оказывать влияние давление насыщенных паров. Поэтому в пористых материалах при наличии фазового потока электролита интенсивность потока летучих электролитов выше, чем нелетучих электролитов в аналогичных условиях. Это отличие особенно ощутимо при малых гидравлических напорах жидкости. [c.34] С уменьшением среднего диаметра пор в неметаллических материалах свободное их заполнение раствором электролита ограничивается. [c.35] Когда диаметр микрокапилляров становится меньше 200 нм, их заполнение уже происходит только за счет адсорбции компонентов раствора на стенках капилляров. В этом случае количество адсорбированных частиц будет целиком определяться парциальным давлением их паров над раствором и уровнем сил адсорбционного взаимодействия с материалом. Величина парциального давления паров над раствором зависит от летучести электролита и концентрации раствора. Интенсивность адсорбционного взаимодействия определяется гидрофильностью или гидрофобностью материала. Поэтому процессы переноса растворов электролита, связанные так или иначе с адсорбционными явлениями, принято рассматривать отдельно для гидрофобных и гидрофильных неметаллических материалов, подразделяя растворы на летучие и нелетучие. [c.35] Над растворами нелетучих электролитов парциальное давление паров воды намного превышает парциальное давление паров электролита, которое практически равно нулю. В этом случае на поверхности материала адсорбируются преимушественно пары воды. При низких значениях парциального давления воды (Р//о 0,25), что наблюдается у концентрированных растворов нелетучих электролитов, вода адсорбируется на поверхности микродефектов в виде монослоя. Для разбавленных растворов (Р/Д 0,75) становится возможной капиллярная конденсация влаги в микрокапиллярах материала. [c.35] Полимерные материалы и композиты на их основе, которые способны сорбировать воду за счет ее молекулярного переноса и распределения накопления в свободном объеме, будут поглошать из нелетучих электролитов в основном только воду. В этом случае речь должна идти только о водостойкости (водопроницаемости) материала. [c.35] Проницаемость материала по отношению к нелетучему электролиту возможна только тогда, когда в материале имеются сквозные микрокапилляры, заполненные водой, или другие протяженные образования агрегированной воды, по которым может происходить перенос электролита. Именно поэтому при контакте неметаллов с нелетучими электролитами максимальная сорбция, набухание и проницаемость наблюдаются в разбавленных растворах, что обусловлено преимущественной ролью воды в этих процессах. [c.35] Повышение сопротивляемости неметаллических материалов действию нелетучих электролитов может быть достигнуто путем гидрофобизации этих материалов. [c.36] В полярных полимерах и композиционных материалах на основе полиэфирных и эпоксидных смол фиксируется перенос таких нелетучих электролитов, как серная и фосфорная кислоты, хотя проницаемость по отношению к ним на несколько порядков ниже проницаемости для воды и летучих электролитов. [c.36] Над растворами летучих электролитов содержатся пары воды и электролита соотношение между ними зависит от концентрации раствора. Над разбавленными растворами парциальное давление паров воды превышает парциальное давление паров электролита. С повышением концентрации это соотношение меняется в обратную сторону. Поэтому когда с раствором электролита контактирует микропористый неметаллический материал, то капиллярная конденсация воды в микропорах будет происходить только в случае воздействия разбавленных растворов (Р/Ро 0,75). Летучий электролит при этом может находиться и диффундировать в капиллярах в диссоциированном состоянии. Такой перенос разбавленных летучих электролитов наиболее характерен для полярных неметаллических материалов. [c.36] С повышением концентрации раствора летучего электролита на стенках капилляров будут формироваться полимолекулярные, а с дальнейшим ростом концентрации — мономолекулярные слои воды. Капилляры в этих случаях будут не полностью заполнены влагой, и перенос летучего компонента будет осуществляться в газообразном состоянии в свободном пространстве протяженных капилляров. Следует все же учитывать, что часть летучего вещества будет абсорбироваться полимолекулярными слоями воды, находящимися на стенках капилляров. В микропористых материалах поток электролита с ростом концентрации раствора будет увеличиваться. Для значений коэффициентов проницаемости таких материалов по отношению к электролиту характерен большой разброс, а также зависимость их от толщины образцов. [c.36] Таким образом, интенсивность переноса растворов электролитов в капиллярно-пористых неметаллических материалах целиком зависит от степени заполнения микрокапилляров водой. При капиллярной конденсации влаги в микропорах облегчается перенос нелетучих электролитов и затрудняется перенос летучих электролитов. [c.36] Летучие электролиты, обладая малой работой выхода из растворов (легко испаряются), адсорбируются на поверхности неметаллического материала в количестве, пропорциональном давлению их паров над раствором. Эти молекулы способны внедряться в свободный объем полимерных материалов и диффундировать аналогично молекулам газа или воды. [c.36] Особенностью диффузионного переноса летучих электролитов в полимерах и композиционных материалах на их основе является взаимодействие молекул электролита и воды в материале в процессе их переноса. [c.37] В гидрофобных полимерах, сорбирующих ограниченно малое количество воды, такое взаимодействие приводит к связыванию электролита, понижению его подвижности и торможению процесса переноса. В полярных полимерах, особенно при наличии гидрофильных наполнителей, вода ориентируется у полярных групп полимера или на поверхности гидрофильного наполнителя, образуя протяженные области, которые затрудняют свободный перенос молекул летучего электролита. К примеру, если коэффициенты проницаемости по отношению к воде полиэтилена и эпоксидной смолы являются величинами одного порядка, то значение коэффициента проницаемости для НС1 отвержденной эпоксидной смолы на два порядка меньше, чем полиэтилена. Значит, для защиты от действия водных растворов летучих электролитов более эффективными являются покрытия на основе полярных синтетических смол. Этим, кстати, и объясняется широкое применение покрытий на основе эпоксидных смол для защиты металлоконструкций на промышленных объектах. [c.37] Вернуться к основной статье