Chemická odolnost, koroze polymerů

Vzhledem ke svému mnohostrannému použití přicházejí polymery často do styku s ropnými produkty a chemikáliemi, které mohou být ve stavu tuhém, kapalném nebo plynném. Při vzájemném působení těchto především kapalných látek s polymery mohou nastat dva případy:

• chemikálie nevyvolá žádné změny vlastností polymeru a není jím ani absorbována,
• dochází k absorpci chemické látky, která může způsobit fyzikální nebo chemické změny polymeru. Tomuto jevu říkáme koroze polymerů.

Fyzikální změny v polymeru – chemikálie je absorbována polymerem a způsobuje jeho bobtnání, které může pokračovat až k rozpuštění polymeru v chemikálii (rozpouštědle). Tyto změny jsou vratné a po odstranění rozpouštědla (např. vysušením) nabývá polymer původních vlastností (příkladem je např. polyamid rozpustný kyselinou mravenčí).

Chemické změny v polymeru – dochází k chemické reakci látky s polymerem nebo některou jeho složkou. Změny jsou nevratné a způsobují trvalé změny vlastností polymeru, případně až jejich úplnou a nevratnou destrukci. Působí tak především kyseliny, zásady (zásada je protikladem kyseliny) a oxidační látky.

Odolnost polymerů vůči chemikáliím, viz tab. 11, je ovlivněna také obsahem jeho krystalické struktury (se zvyšující se krystalinitou roste), dobou působení, teplotou (se zvyšující se teplotou všeobecně klesá) nebo koncentrací chemické látky (např. polymer je napadán kyselinou až od určité koncentrace). Odolnost se zhoršuje, je-li polymer současně vystaven mechanickému namáhání (vnějšímu nebo vnitřnímu napětí). Tento vzájemný účinek může být tak silný, že dojde k porušení polymeru (vznikají napěťové trhlinky) i v prostředí chemické látky, jejímž účinkům je plast bez napětí zcela odolný (příkladem je např. polystyren PS v prostředí lakového benzínu). Tomuto jevu říkáme koroze za napětí (ESC- Environmental Stress Cracking).

Odolnost polymerů proti propustnosti plynů a kapalin je dána pohyblivostí makromolekul. Čím jsou pohyblivější, jak je tomu u polymerů s lineární strukturou nebo kaučuků, tím je propustnost větší. Nejmenší propustnost mají polymery s hustě zesíťovanou strukturou nebo polymery, u nichž došlo k orientaci makromolekul např. v důsledku dloužení (příkladem může být dloužení předlisku při vyfukování PET lahví). Pro řadu gumárenských výrobků je tato odolnost velmi důležitá (např. pro vnitřní gumu pneumatik nebo pro palivové hadice). Snížení propustnosti u kaučuků lze zajistit např. kombinací různých materiálů - vložením ebonitové vrstvy (tvrdé pryže). Absorpcí kapalin dochází zpravidla ke změně objemu tělesa.

Tab. 11: Chemická odolnost polymerů (1- velká; 2- střední; 3- malá)