玻璃钢耐腐蚀试验方法

       玻璃钢作为新型的工程结构材料闻世以来已有50多年历史，国内外已广泛地应用于各个领域，有关的各种性能和试验方都进行大量的研究，并取得了一批数据，积累不少经验。用玻璃钢应用于防腐蚀工程，作为新型的非金属防腐材料的地位亦日益提高，国内外对其性能及其试验方法作出不少工作。国外不少国家都制定了有关标准。玻璃钢的耐药品试验世界各国都采用"静态浸泡法"，这与实际使用时玻璃钢在腐蚀介质中的行为存在着差距，因在实用中材料受引应力、介质流动、温度梯度等动态条件的影响。但"静态浸泡法"简便可行，因素单一仍不失为基准的方法。如果与动态条件实地挂片试验相结合，可以获得与实际使用较接近的结果。

       在美国已建立的有关试验方法和标准有ANSL/ASTM D543-67(1978年重新批准)塑料耐化学药品的标准试验方法;ANSL/ASTM D570-77塑料吸水率的标准试验方法;ASTM C581-74(1978年重新批准)玻璃纤维增强热固性塑料耐药品性试验标准方法。日本已建立的标准有JISK 7209-1975塑料吸水率以及沸水吸水率的试验方法JISK7114-1980塑料耐药品性试验方法。西德已建立的标准，DIN 53393玻璃纤维增强塑料的试验:化学药品作用下的行为。国际标准化组织(ISO)也建立了有关的标准，ISO/R 462—65塑料与化学物质接触后机械性能变化的测定。ISO/R 175-61 塑料耐药品性的测定。

       国内尽管玻璃钢已在耐腐蚀领域方面已显示其优越性，但其试验方法的研究，远远跟不上其发展，由于没有统一的标准，各单位测试的数据差异甚大，没有相对可比性。近年来国内有关部门各自对此项工作进行操作研究。如北京师范大学、冶金部建科院对3301聚酯玻璃钢的耐腐蚀试验，北京化工学院对环氧玻璃钢;华东化工院对323聚酯玻璃钢的耐腐蚀试验及机理探讨;上海石化总厂玻璃钢在多种化纤介质下的腐蚀试验;上海材料所、上海玻璃钢研究所、兰州化机所等单位的腐蚀试验及评定方法探讨。化工部曾在75年委托上海医药设计院组织有关单位开展玻璃钢腐蚀试验方法的研究。自国家标准局成立了纤维增强塑料标准化分技术委员会后，建材工业部和分技术委员会下达建立一系列耐腐蚀试验方法标准的科研任务。华东化工学院根据任务对"不饱和聚酯树玻璃纤维增强塑料耐化学药品性试验方法"开展了工作。在北京师范大学、广西玻璃钢厂、化工部化工设备技术中心站等单位的协作下，己完成了标准制订工作，国家标准局批准后于1984年1月1日起实施。

      2.不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强塑料耐化学药品牲试验方法国家标准介绍

      2.1适用范围

      标准从名称上看，是仅限于不饱和聚酯树脂玻璃纤维增强塑料。虽然国内在耐腐蚀方面应用的还有酚醛环氧和呋喃等玻璃纤维增强塑科，但由于各类树脂的耐蚀性存在着一定差异，同时考虑到原有的工作基础、实验条件等因素，因此先建立一个标准是合适的。有关环氧、酚醛等玻璃钢肘耐化学药品性方法标准，由其他单位在工作。为了与纤维增强塑料术语及其定义(国家标准)相一致，又为了使标准的标题能清楚地反映标准内容，把"玻璃钢“一词改为"玻璃纤维增强塑料"。而国内统常称"化学腐蚀"一词，易于使人误解为单纯的化学腐蚀，而忽视物理腐蚀现象，为了反映在化学药品中浸泡的全貌，故称"耐化学药品性"。这个标准在开始制订时曾考虑与评定标准一起制订，但国内外对评定标准的分级和某些规定上均存在较大分歧，再则国内外有关标准如ISO,DIN,ASTM等也只规定试验方法。故标准工作组决定把试验方法的评定标准分二步进行，经一段时间施行，积累一定数据，再制订评定标准。

       2.2试验条件和测定项目

       增强塑料在化学介质中同时受到化学腐蚀和物理腐蚀的作用，且界面的粘结状态对整个材料的耐腐蚀性影响很大。其行为是复杂的，涉及到多方面腐蚀机理，如材料实际使用处于动态的化学介质中，因素更为复杂，如应力、化学介质的流动，温度变化、冲击等。靠一个标准，不可能把所有因素都考虑进去。故本标准规定把材料置于静态化学介质中定期浸泡取样试验的方法。

       试验用介质，标准中采用ASTM-C581相同的方式，即在附录中列出试验解质的首选表和增选表，首选表包括酸、碱以及极性、非极性常用有机溶剂共10种，增选表包括扩大试验解质11种;标准中还规定可根据技术要求再增选其他试验介质和生产中的化学解质。

       试验温度在标准中根据国内外大部份资料所采用的常温（10-35℃）和80℃二级，还规定可模拟实际使用温度进行试验。试验期分常温和加温二种，常温为1、15，30、90、180、360天，加温为1、7、14、21、98天。

       试验测定项目在标准中规定为四项：试样外观，试验解质外观，巴氏硬度，弯曲强度。这与ASTM-C581是相同的。这里没有国内普遍使用的重量变化率，从我们起草过程中，从征求意见和讨论中都发现、该项目对树脂浇注体耐化学药品性测定比较适宜，对纤维增强塑料时测定误差较大;此外在称量时是称干重还是湿重，尚有争论。而且，重量变化率受试样制备的工艺因素影响较大，与原材料的选择、试样树脂含量等因素均有关系，故核项就没有列入测定项目。若有单位由于技术要求测定重量变化率时，仍可参照ISO R175推荐标准进行。鉴于国内已有巴氏硬度计生产和相应的目标建立，故根据国外的常用测定项目，把巴氏硬度列入标准。

       2.3试样

       国外耐化学药品性试验的试样，都采用玻璃纤维表面毡和短切毡等增强材料，树脂含量一般在75%以上，但国内这类纤维制品处于试制阶段。目前大都采用无捻粗纱方格玻璃布来制备玻璃钢，相应的树脂含量约为50%左右。因此在标准中对增强材料不作规定，同时考虑到要提高树脂含量，故在标准中规定试样树脂含量应大于50%。

       为了使一批试样的均一性，尽可能在一块板上取下试样做一批试验。但由于材料、技术和工艺等条件限制，板材不可能做得太大，标准中规定，先做成300x3O0x3.2mm的玻璃钢板材，切割出130x130x3.2mm的试样四块。在起草标准时对不同试样的弯曲强度的标准差和离散系数进行计算，离散系数在0.1左右。可见这种规格的板材是可作为浸泡试验取样的板材。且有制作方便，模具易得、厚度比较均匀等优点。

       关于试样的形式在标准中规定130x130mm的板材浸泡，浸泡结束取出后再切割成弯曲试样。板材在浸泡前应采用与板材相同的树脂胶液封边，封边可采用华东化工学院提供的有效而简便的封边技术。采用这种形式与实际使用相一致，材料在解质中不是端面接触解质的。从实验中也可得出，化学解质在试样中的扩散系数，在不封边的切割面上比平面上大数千倍，而封边后只相差二倍。

       2.4.试验方法

       玻璃钢板材的浸泡试验是在带盖广口玻璃容器，加温试验必须带有回流冷凝器，容积要能放得下130xl30mm的扳材数块(包括各期令试样)。试验步骤:首先把制备好的试样进行试样状态调节，按GB1446-83;过去我们都不注意，因试验随温度、湿度和存放时间不同，往往会发生同一试样离散系数很大。随后就测定原始数据。同时把试样浸入试验解质并达试验温度，此时作为试验的开始时间。按期龄取佯，记录试样和化学解质的外观变化。取出试样用自来水冲洗千净，再用滤纸吸干表面水份，在常温、常湿(RH45-75%)下存放30分钟，接着进行巴氏硬度测定，测定格位应在离试样边缘25mm附近，并保证不影响弯曲强度测定。根据规定加工成弯曲试样5根，封装在塑料袋中，在48小时内作弯曲强度测定。如果在浸泡过程发现试样分层、起泡等严重破坏现象则该项试验终止。标准中规定了化学解质的更换周期，参照ASTM-C581的规定常温按30、90、180天更换，加温试验按7、14、21天更换。在这个标准中 还规定了化学解质的用量，这在国内原不作规定，考虑到解质的浓度对试验试样耐化学药品性的影响，参照国外标准，规定为每平方厘米试样表面积应不少于3m1。

       3.存在问题

       3.1这个标准从无到有是前进了一步，但是不饱和聚酯树脂用于耐腐蚀产品的量比环氧树脂用量少，虽然在坏氧、酚醛以及统一的标准制订前可以套用，但总还未达到要求，故建议要加快其他树脂玻璃钢的耐腐蚀试验方法的标准的制订。

       3.2在耐腐蚀玻璃钢结构中起耐腐蚀决定作用的是树脂，而目前的增强材料无法做高树脂含量，ASTMC-581中树脂含量要求85%以上，但由于国内无表面毡、短切毡的商品供应，用布能做到55%以上已很难。因此要切实解决用于耐腐蚀的增强材料，迫在眉睫。

       3.3试验设备的落实也是标准能否推广的关键，我们试验时采用的是特制订做的大口径带标准磨口冷凝器器玻璃干燥器，而国内其他单位就难以解决。

       3.4在标准予审及审定时有不少单位提出动态试验、评定标准、应力腐蚀，使用寿命确定等问题，以至有人提出在某种解质的极限温度、极限浓度等。有些工作及问题对于耐腐蚀材料的使用者是极须知道的，但限于人力、物力及技术上等等原因无法一一解决。