Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Szilikonok: Szilíciumorganikus polimerek Szerves atomcsoportok (metil, etil, stb csoporok, apoláros jelleg) Lineáris molekulák Térhálós molekulák Folyékony,

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Szilikonok: Szilíciumorganikus polimerek Szerves atomcsoportok (metil, etil, stb csoporok, apoláros jelleg) Lineáris molekulák Térhálós molekulák Folyékony,"— Előadás másolata:

1 Szilikonok: Szilíciumorganikus polimerek Szerves atomcsoportok (metil, etil, stb csoporok, apoláros jelleg) Lineáris molekulák Térhálós molekulák Folyékony, vagy nagy rugalmasságú (kaucsuk szerű) anyagok Gyantaszerű műanyagok Szilícium- fémorganikus vegyületek (AL, Ti, B, Pb..)

2 Szilikonok: A szerves műanyagokhoz hasonló vegyületek ( részben előnyösebb tulajdonságokkal ) Hőállóbbak, savállóak Kiemelkedő hidrofób jelleg (lásd molekula szerkezet) Betonok, habarcsok felületi védelmére, (korrózióvédelem) használhatók. Szilikonolajok (rövidebb láncszerkezet) Szilikongumi Széles hőmérséklettartományban ( C …250 0 C ), különleges környezetben, rugalmas, hézagzáró anyagok. A hosszabb láncúak nagy rugalmasságúak, szilárd képlékenyek

3 Folyadékok jellemzése szilárd gáz Rendezettség, szerkezet szempontjából Folyadék - gáz Folyadék - szilárd Diszperz rendszerek Fizikai ~ kemoszorpció A diszpergálás mértéke Kétfázisú többkomponensű rendszer Valódi oldatok Molekulákból állórendszerek Elektrolit oldatok kolloidok Folyadék-folyadék emulziók ( ~ 1…100 nm ) Két, vagy több fázis

4 Folyadékok határfelületi jelenségei: •Felületi feszültség •Párolgás •Gőznyomás •Liofill-liofób tulajdonságok •Szorpciós jelenségek •Felületaktív anyagok Abszorpció Adszorpció Kolloidok ( sok csak rájuk jellemző „kolloid” tulajdonsággal) pl. Szerves vegyületek, fehérjék, zsappanok, zselatin, huminok, zsírok, olajok, Hidroxidok, oxidok, kovasav, szulfidok…

5 vegyületek A kémiai reakciókról… a. Egyesülés (polimerizáció, addíció) b. Bomlás ((termikus disszociáció, elektrolitikus ~.) c. Intramolekuláris d. Cserebomlás (hidrolízis) Víz disszociációja: A reakciópartnertől függően a viselkedése lehet Gyenge bázisGyenge sav 0,04μS/cm

6 oxidáció Oxigén felvétel, elektron leadás Fe ++ → oxidáció → Fe +++ redukció Oxigén leadás, elektron felvétel H + + e → H => Gyenge savak, illetve bázisok sóját kismértékben elbontja, hidrolizálja: Az oxidáció fok, („redox reakciók”) (Hidrolízis ~ valamely vegyület vízzel való reakciója)

7 A reakcióhő (a reakciók „hőszínezete”; endoterm, exoterm ) A reakciósebesség: Reakciósebességi állandó Aktiválási energia A reakcióhő ( -  H,  U) Katalizátorok ! Időegység alatt bekövetkező koncentrációváltozás Meghatározó paraméterek a reakciópartnerek kémiai minősége, hőmérséklet, koncentrációk, reakciómechanizmus Hőmérséklettel exp.-an növekedő, az aktiválási energia által megszabott… 10 o C növekedés 2-4-szeres (biol.7-8) sebességnövekedést eredményez.

8 Egyensúlyra vezető reakciók: Egyensúlyi állandó: Tömeghatás törvénye Víz ionszorzata, sók oldhatósági szorzata.

9 Savak, bázisok, sók Sav: Negatív jellemű atom, vagy atomcsoport hidrogénvegyülete (bázisokkal sókat alkotó) ( különböző sav-bázis elméleteket ismerünk ) Vízben disszociálva hidrogéniont és savmaradékot szolgáltat (,,..) Bázis: Fém, vagy pozitív jellemű csoport és hidroxilgyök OH -, vegyülete. Egyértékű, többértékű savak disszociációja, a savak „erőssége” KOH, NaOH, NH 4 OH, CaOH 2 AL(OH) 3 „lúgok” „Fémmel helyettesíthető hidrogéntartalom” Közepesen erős Gyenge bázis Cl-, NO 3 -, ClO 3- (H + ) H3O+H3O+ Oxónium kation

10 A víz ionszorzata: A víz autodisszociációja: Hidrogénion koncentráció, a pH pufferoldatok A vízkeménység Változó keménység Állandó ( maradó) keménység Összes keménység nk 0 < 10 10< nk 0 <20 20 < nk 0 Német keménységi fok: 100ml vízben 1mg CaO-al egyenértékű Ca és Mg sótartalom „lágy víz”„kemény víz” Közepesen kemény

11 Minden anyag a legkisebb szabadenergiájú, vagyis a legstabilabb állapot felé állapot törekszik. A korrózió csak késleltethető Fémek oxidjai ( vegyületei) A természetben fellelhető, stabilis forma Energiabefektetés (fémek ipari előállítása) A fém mint szerkezeti anyag korrózió „korrózióálló” anyagok Megkerülhetetlen tervezési szempont A „korrózió bevezetése” „önként végbemenő” reakciókkal

12 Az anyagok tulajdonságainak olyan megváltozása, amely azokat, az eredeti felhasználásukra alkalmatlanná teszi A szerkezeti anyagok pusztulása Legnagyobb jelentősége a fémes szerkezeti anyagok korróziójának van. Szűkebb értelemben: A korrózió a fémes szerkezeti anyagok pusztulása, amely a fém felületéről kiinduló, annak belseje felé tartó alapvető szerkezeti változás. A változás során a szerkezeti anyag elemi állapotból vegyületté alakul: A korrózió általános megfogalmazása:

13 Minden esetben fémoxidáció elektronleadás Fémrács felbomlása Az eredeti: szilárdság, szívósság, rugalmasság, elektromos vezetőképesség, stb. megszűnnek. Az energiaváltozás: Leadott elektronok száma Faraday-szám A fém standardpotenciálja A fémeké negatív A rendszer energiája csökken A korrózió önként végbemenő, spontán folyamat

14 Az oxidáció kétféleképpen mehet végbe Elektrokémiai folyamatban Kémiai folyamatban Kémiai korrózió: (vas és száraz levegő – oxigén – reakciója) oxidáció redukció Fekete, porszerű vas-oxid További oxidáció Fe 3+ oxid, vörös színű por. A keletkező Magasabb hőmérsékleten Nedvesség kizárásával 4,10 -8 cm-nél kisebb távolságon belül lejátszódó folyamatok

15 Atom (molekula) ütközés Ionrácsos vegyület Elektronleadás-felvétel, fémion és elektronkilépés térben azonos helyen (~0,4 nm) történik. Kémiai korrózió A ~ okozói molekuláris anyagok: •Száraz, forró levegő •Halogének •Nem elektrolit folyadékok •Oxidáló hatású száraz gázok

16 A ~ időben csökkenő, a kivált, növekedő oxid, karbonát, szulfid…rétegek miatt. A korrozív közegre passzívvá válhat Tömör passziváló oxidréteg (pl. AL…) A kialakult oxidréteg lehet laza ( a levegőn kialakuló vas-oxid, de cc. HNO 3 ) Az oxidáció kétféleképpen mehet végbe *** Elektrokémiai folyamatban Kémiai folyamatban

17 Elektrokémiai úton létrejövő korrózió létrejöttének feltételei: 1. A fém érintkezése elektrolitoldattal 2. Két különböző elektródpotenciálú hely az elektrolitoldattal érintkező fémfelületen 3. Elsőrendű vezető léte a különböző aktivitású helyek között Környezeti levegő, H 3 O +, HCO 3 -,.. Mindig adott, pl. kristályrács hibahelyek..többfajta fém érintkezése.. Maga a fémtárgy az elsőrendű vezető. Minden nedvességgel érintkező hidrogénnél negatívabb standardpotenciálú fém elektrokémiai korrózióra képes.. =>

18 Az elektrokémiai korrózió létrejöttét lokális galvánelemek létével magyarázhatjuk: (pl. rézzel szegecselt vaslemez esővízzel érintkezik ) Fe Fe 2+ e-e- Cu H3O+H3O+ H2H2 Fe 2+ Levegő oxigénje, a maradó OH -, FeO(OH) Bázisos vas-oxid, Vörösbarna, laza, lemezes szerkezetű szerkezetű „vasrozsda” OH - A réz kevésbé aktív fém mint a vas, ezért a vas megy oldatba

19 ~ nemcsak két különböző elektródpotenciálú fémek esetén! Aktívabb rácspont, hibahelyek, pl. a megmunkálás hibahelyei

20 Kémiai korrózió elektrokémiai korrózió

21

22

23

24

25 Aktív korrózió Fe 2+ keletkezése Stabil vas-oxidok által passzivált Nincs korrózió

26 Korrózióvédelem bevonatok ötvözés Katódos védelem

27

28 Savanyú kémhatás Kis karbonátkeménység Nagy szabad széndioxid tartalom Magas SO 4 2-, Mg 2+, NH 4 +, S 2-, tartalom Elszappanosítható olaj- és zsírtartalom A betont megtámadó (korróziót okozó) vizek Kívülről ható kémiai jellegű korróziója

29 Betonkorrózió (kémiai korrózió) 1. „A”-típusú A cementkő vegyületei lágyvíz, vagy sóoldalok reakciója 2. „B”-típusú Savak, lúgok, savas, lúgos hidrolízis reakcióival 3. „C”-típusú Térfogatnövekedést okozó új vegyületek 4. „D”-típusú Szerves vegyületek hatására

30 „A” típusú korrózió A ható vegyület a cementkövet alkotó vegyületek oldóhatását, vagy átalakulását csak meghatározott kölcsönhatás, pl. kilúgozó hatás okozza. Az agresszivitás függ A ható kation mennyisége és minősége A ható ion által létrehozott vegyület oldékonyságától A kilúgozást okozó kationok: Na, K, Ca (500mg/l-ig), És kilúgozást okozó lágy, ionmentes víz. (Ipari, és természes..) VÍZ + Beton → hidrolízisben felszabadult Ca(OH) 2,oldódása

31 Kálcium-szilikát-hidrátok Kálcium- aluluminát-hidrátok elbomlása Elősegítik: Esővíz, hólé … Mozgóvizek.. Nagy CS 3, tartalmú cement Jelölések SiO 2 CaO Nyomás alatt átszivárgó vizek A kioldódást hátráltatják: Heterogén cementek alkalmazása A beton öregedése, (kálcium-szilikát-hidrátok kapilláris csökkentő hatása.. pH csökkenés, Általában a nagy tömörség A kilúgozást elősegítő anionok: a Ca „oldható sóit képzők)

32 Cserebomlásos korrózió: MgCl 2 + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + Mg(OH) 2 Leggyakoribb okozói: a talajvizek Mg, és NH 4 + tartalma Jól oldódó magnéziumsó Kalciumsó(k) Jól oldódó kálciumsó Rosszul oldódó (gyakorlatilag oldhatatlan) só A cementkő összes kalcium tartalma fokozatosan magnéziumra csérélődhet A betonszerkezet szétesik Felhalmozódás a felületen (pórusokban) Víz által kimosható Istállók falán kiváló Ca(NO 3 ) Sói veszélyesebbek a magnézium sóknál

33 „B típusú korrózió”: a. Savkorrózió b. Lúgkorrózió a. Karbonátos felületi rétegek + savak → vízoldható sók („kilúgozás) b. A lúgkorrózió kisebb jelentőségű, a beton ( hidrolízis során keletkező Ca(OH) 2 „eredeti” lúgossága miatt.. de: NaOH (erős lúg) → Vízoldható nátrium aluminát ( az NH 4 OH nem okoz korróziót) „C típusú korrózió”: kémiai reakciókkal kristályosodással Térfogat-növekedést okozó

34 Térfogat-növekedést okozókémiai reakciókkal: Cementkő alkotók Agresszív vegyületek reakciója Az eredetitől nagyobb térfogatú vegyületek keletkezése Leggyakoribb a talajvizek agresszív Na 2 SO 4 sójában levő: „szulfát korrózió” Oldatokban, vizekben előforduló gyakori szulfát formák: (NH 4 ) 2 SO 4, CuSO 4, ZnSO 4, AL 2 (SO4) 3, FeSO 4,Fe 2 (SO4) 3, Kalcium-alumíninát-szulfát-hidrát C3AC3A + CaSO 4 „cementbacilus”

35 „C típusú korrózió”: Térfogat-növekedést okozó kristályosodással Oldat felszívódása a betonba Az oldott anyag kikristályosodása A beton szerkezeti roncsolódása (Kémiai reakció nem játszik szerepet)

36 R1R1 O R2R2 O O = ─ ─ ─ C ─ R1R1 O O = ─ ─ C ─ H Eredetük szerint Növényi olajok, zsírok Észtertípusú vegyületek Ásványi (szerves ~) olajok Ca(OH) 2 R1R1 O O = ─ ─ C ─ Ca Nem semlegesek (szerves savak, fenolok..) Savmentes ásványi olajok „reverzibilis korrózió”

37 Lehetséges védekezési módok: Az agresszív anyagok elvezetése ( ha lehetséges) Az agresszív víz közömbösítése Darabos mészkő, dolomit, mész…. Portlandcement + mészkőliszt, nagyobb cementadagolás Nagyobb szénsavmegkötő képesség elősegítése Passzív védekezési lehetőségek: Vízzáró felületi réteg kialakítása Erős korrózió esetén: keramit, üveg, csempe, stb. Burkolólapok


Letölteni ppt "Szilikonok: Szilíciumorganikus polimerek Szerves atomcsoportok (metil, etil, stb csoporok, apoláros jelleg) Lineáris molekulák Térhálós molekulák Folyékony,"

Hasonló előadás


Google Hirdetések