Конструктивные элементы из полимерных материалов под воздействием агрессивной среды могут подвергаться коренному износу в зависимости от характера и интенсивности факторов, вызывающих это разрушение. Коррозия полимеров – результат преодоления и взаимодействия между их атомами или молекулами, которое происходит под влиянием различных окислительных агентов, термического, радиационного и др воздействия. Результатом указанных воздействий являются различные деструктивные процессы.
Окислительная деструкция полимеров происходит при действии на материал кислорода или озона. В условиях эксплуатации конструктивных элементов кислород воздействует на полимеры при одновременном влиянии солнечного излучения, влаги и температурных отклонений.
Скорость окислительной деструкции определяется интенсивностью присоединения кислорода к некоторым звеньям макромолекул, в результате которого в полимерах образуются различные функциональные группы, и ускоряется деструкция.
Термическая деструкция происходит под действием тепла. Вместе с тем этот вид деструкции может протекать одновременно с воздействием на материал кислорода. Тепловое воздействие на полимерные конструкционные элементы, как правило, сопровождается изменением химического состава звеньев. Термическая деструкция может вызвать разложение полимерного конструктивного элемента вплоть до образования мономеров.
Радиационная деструкция полимеров происходит под влиянием излучений – рентгеновских, нейтронных и др. Действие излучений на полимеры проявляется в возбуждении и ионизации отдельных звеньев макромолекул.
Механическая деструкция протекает под действием статических и динамических нагрузок. Под влиянием этих нагрузок макромолекулы скользят одна относительно другой или ковалентные связи разрываются в момент наибольшей концентрации напряжений, поэтому сопровождается вязким течением.
Биологическая деструкция вызывается грибами. Плесень способствует конденсации на поверхности конструкции влаги, минерализованной растворенных в ней газами и частицами пыли, которые содержаться в воздухе.
Микроорганизмы – метаболиты – могут вызвать деструкцию полимера конструктивного элемента. Некоторые виды бактерий плесневелых грибов используют для своей жизнедеятельности пластификаторы или наполнители, применяемые при изготовлении полимеров, что ускоряет старение материала конструкции.
Химическая деструкция. По отношению к химически агрессивным средам полимеры разделяют на гетероцепные и карбоцепные.
Гетероцепные распадаются под действием горячей воды, кислот, щелочей.
Карбоцепные по коррозионной стойкости подразделяются на три группы:
- полимеры, полученные из предельных углеродов, среднестойкие по отношению к агрессивным средам.
- полимеры, синтезированные из предельных углеродов с заместителями и элементами структуры, которые увеличивают стойкость к агрессивным средам.
- полимеры, синтезированные из углеродов с элементами структуры, уменьшающими их стойкость к агрессивным средам.
В обычных условиях полимерные конструктивные элементы подвергаются одновременно воздействию нескольких перечисленных факторов. Для придания полимерным материалам большей стабильности к воздействию агрессивных средств и вызываемых ими разных видов деструктивных разрушений в материал полимеров вводят небольшие добавки стабилизатора. В качестве этого стабилизатора применяют вещества, вступающие в реакцию с диффузирующим внутрь материала конструкции кислородом с более высокой скоростью, чем интенсивность взаимодействия его с макромолекулами полимера.