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含氟高分子材料在浓硫酸介质中的耐腐蚀性机理

         
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为明晰含氟高分子材料的耐腐蚀性机理,采用分子动力学方法研究了浓硫酸溶液在聚四氟乙烯(PTFE)与聚全氟乙丙烯(FEP)中的扩散行为,计算了浓硫酸溶液中氢离子在不同共混体系模型中的均方位移与扩散系数,并通过PTFE和FEP在不同温度和时间下的浓硫酸浸泡实验,采用质量损失率、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和力学性能分析方法对实验前后的试样进行表征。结果表明,在分子动力学模拟中,浓硫酸中的氢离子在PTFE中的均方位移和扩散系数更大,扩散更剧烈。在常温浸泡实验后,PTFE和FEP都出现了轻微的渗透腐蚀现象,PTFE孔洞上方相连处出现断缺,FEP表面则出现孔洞,两者的质量和力学性能都略微减少。在高温浸泡实验后,PTFE和FEP的孔洞直径均略微增加,质量损失率分别为0.113%和0.091%,断裂伸长率分别下降了34%和9%,但两者的化学结构基本无变化,均体现出了良好的耐腐蚀性,且FEP的耐腐蚀性能表现更优异。

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