2023.03.27 防腐加油站 ｜溶剂化效应

溶剂化是溶质和溶剂作用的表现之一，是溶剂分子通过它和溶质的相互作用，累积在溶质周围的过程。

溶剂化物的稳定性和它的溶剂层次强弱与溶质溶剂的本性有关。小分子的介质渗入聚合物材料内部后，会发生溶剂化作用，溶剂化作用使大分子被溶剂分子包围，使链段间的作用力削弱，间距增大。聚合物的耐蚀性、强度都发生了较大的变化。

耐蚀性

绝大多数在溶剂中发生的有机化学反应，溶剂的性质对反应速率和反应平衡有重要的影响。不同的溶剂中的反应物、生成物的活化自由焓不同，导致它们对反应平衡的移动、反应的活化能、反应速度、反应历程有重要的影响。聚合物的化学腐蚀也是聚合物在介质中的化学反应，如果是水溶液，水这种溶剂的溶剂化行为就变得很关键。如果系统中还有有机溶剂，则溶剂化效应就使得化学反应很容易进行，从而引起聚合物腐蚀。

腐蚀是一个热力学的自然过程，聚合物中的链节、端基和介质发生化学反应，如果聚合物或介质被溶剂化，当溶剂化使反应物活化后的自由焓减小，或是使溶剂化后的生成物的自由焓增加，不能发生的化学反应就会发生，这在聚合物的化学反应腐蚀中经常被忽略。

当研究聚合物-介质体系的耐蚀性时 ｜ 可能介质中含有少量的由于聚合物加工、使用历史带入的或者是腐蚀介质含有杂质不纯带入的、或者是工艺需要引入的能与反应物或生成物溶剂化的溶剂，由于反应自由焓的改变而使腐蚀得以发生。

强度

当溶剂化很弱时，它仍然能较少地降低聚合物的内聚能，聚合物内聚能降低后强度会下降，材料的许用应力下降后要么提高材料的使用量，要么重新选材，原来的选材失败，导致工作量和费用增加。所以聚合物少有作为耐蚀结构材料使用，更多的用于衬里材料。就是为了避免聚合物可能的溶剂化后强度的不确定性。

聚合物溶剂化后 ｜ 除拉、压、弯强度下降外，硬度也会下降，冲击强度有所提高，耐磨性下降，蠕变性能变得更差。耐热变形性急剧下降，低温使用性能提高。由于弱溶剂化的介质很多，从业者只能根据所学化学知识针对具体的腐蚀对进行判断才能正确使用耐蚀材料。弱溶剂化还可能会只对聚合物中的一些高能点如银纹或分子端基、杂质起作用，导致应力腐蚀或化学腐蚀。

恢复

弱溶剂化很容易恢复，当溶剂从聚合物中扩散渗透出来后，聚合物就恢复性能。如聚合物不再接触液体介质后溶剂就开始反向渗透出来，如果升高温度，热处理将使渗透速度更快。

如果溶剂化后没有化学反应，则聚合物就恢复到了原来的性能，所以弱溶剂化的失效很容易防止。