电镀槽常用槽体的材料（二）

七、硬聚氯乙烯塑料
硬聚氯乙烯塑料是当今产量最大，应用最广的热塑性塑料之一。由于聚氯乙烯塑料耐腐蚀性好，因此大量用来制作板材、管材、槽体和各种污水处理及废气处理设备。聚氯乙烯的价格比较便宜，经常用来代替钢材和不锈钢使用，具有较大的经济价值。
(一)物理性能
硬聚氯乙烯塑料的密度为1．4 X 103kg／m3～1．6×103kg／m3，其重量只有碳钢的1／5，使设备重量大大减轻，对加工制造和运输安装均带来方便。其马丁耐热度为65℃，在此温度材料明显变形，实际上一般使用温度在50℃～10℃之间。硬聚氯乙烯的导热性较差，导热系数入为0．139W／(m·K)～0．151W／(m·K)，是普通碳钢的1／400～1／500。其线膨胀系数a较大，约为5×10-5／K～6×10-5／K，是普通碳钢的5倍～6倍，由于升高温度后易使管道伸长弯曲和设备失去稳定造成破坏，钢槽衬里易变形脱落，在设计和制造聚氯乙烯设备时应予以注意，采取相应措施。
塑料由于受光、热及长期经受风吹雨淋，会出现强度降低、变脆、耐腐蚀性能降低、表面颜色变白等老化现象。但由于硬聚氯乙烯塑料含增塑剂少、不透明、厚度较大，因此，老化的程度比软聚氯乙烯塑料轻，只影响其表面面层。
(二)机械性能
硬聚氯乙烯塑料的缺点是机械强度较低、较脆。20％时的拉伸强度约为60MPa，温度对拉伸强度的影响较大，温度每升高l℃，拉伸强度大约下降0．6MPa，60℃时的拉伸强度只有36MPa左右。表l2—2—26列出国产硬聚氯乙烯板材的拉伸强度。
硬聚氯乙烯的冲击强度只有碳钢的1／8，冲击强度对缺口和刻痕的敏感性较大，刻痕效应又与外力作用速度有关，作用力速度越快影响越大，且温度越低，冲击强度越低。因此，安装使用聚氯乙烯设备要避免冲击，在低温下使用更要注意，一般应加保护措施。若低于-15℃应使用增塑的聚氯乙烯塑料。表l2—2—27列出硬聚氯乙烯板材的冲击强度。

硬聚氯乙烯板材的拉伸强度

硬聚氯乙烯板材的冲击强度

硬聚氯乙烯板材的弯曲强度20℃时不小于88．3MPa，工作温度每升高l℃，强度降低1．13MPa。超过60℃时，硬聚氯乙烯塑料不能作为独立结构使用，当作钢槽衬里等不受力构件时，最高使用温度可达80℃。
(三)耐腐蚀性能
硬聚氯乙烯塑料在室温或低于50℃时，除强氧化剂(如浓度超过50％的硝酸，发烟硫酸等)外，能耐各种浓度的酸类、碱类和盐类溶液的腐蚀。这种塑料在苯、甲苯、二氯乙烷等和酮类介质中能溶胀或溶解。硬聚氯乙烯塑料对某些介质的耐腐蚀性能

硬聚氯乙烯塑料的耐腐蚀性能

八、软聚氯乙烯塑料
软聚氯乙烯塑料具有较好的耐腐蚀性、耐温性、耐冲击性、弹性和一定的机械强度。在电镀设备中常用作常温和中温(60℃～80℃)的各种槽子的衬里；有的用于化学除油、热水和冷水清洗、电镀等槽子的衬里，通风管道的过渡接管等。软聚氯乙烯塑料不宜用于直接受阳光长期照射的场合，以免过快地老化变质。
(一)软聚氯乙烯塑料的物理性能和力学性能

软聚氯乙烯塑料的密度比硬质塑料小，为l．3×103kg／m3～1．4 X 103kg／m3，其线膨胀系数却较硬质塑料还要大，为8×10-5／K，导热系数更低，为0．132W／(m·K)，拉伸强度约l6MPa，延伸率大于150％，较好的可达260％。
(二)软聚氯乙烯塑料的耐腐蚀性能
软聚氯乙烯耐腐蚀性比硬聚氯乙烯差一些，能耐一般酸、碱、盐，与硬聚氯乙烯的耐腐蚀性相似。由于软聚氯乙烯不作结构材料，使用条件也不一样，大致可参考硬聚氯乙烯的耐腐蚀性能表。
通常软聚氯乙烯所加增塑剂为低分子有机物质(如磷酸三甲酚酯、邻苯二甲酸二丁酯、己二酸二丁酯等)，在溶剂侵蚀下很容易被抽提而转移到溶剂中，特别是有机溶剂更易如此。由于增塑剂被抽提，塑料内部产生空隙，于是介质就易渗透而腐蚀塑料。软聚氯乙烯随增塑剂含量的增加，其透水性也增加，不同增塑剂的透水性也不一样。一般来说，增塑剂的增塑效率越高，透水性也越高。由于软聚氯乙烯塑料的这一特性，对于要求纯度特别高的电镀溶液，对有机物特别敏感的溶液，其镀槽衬里的选择应特别注意。
九、聚丙烯塑料
聚丙烯塑料具有优良的耐腐蚀性和良好的耐热性，在化工设备制造中得到较广泛的应用，一部分工作温度较高的电镀设备构件，一般都采用聚丙烯塑料。

(一)物理性能
聚丙烯塑料的密度为0．90 X 103kg／m3～0．91×103kg／m3，是常用塑料中质量较轻的一种，只有聚氯乙烯塑料的60％。其密度与结晶度有关，无规聚丙烯为0．851×103kg／m3，完全结晶的理论值为0．935×103kg／m3。熔点为l64℃～170℃，但在120℃时部分晶体开始熔化，尺寸有明显的变化。因此，一般认为其长期使用温度为100℃～110℃，但在短期、不受外力时可用到150℃。工程上用维卡软化点和热变形温度来衡量耐热性。北京向阳化工厂生产的改性聚丙烯板的维卡软化点为120℃。导热系数为0．117W／(m·K)～0．243W／(m·K)，其导热性能随分子的支化度增加而减少，因此聚丙烯的导热性比聚乙烯小，有良好的隔热性能。线膨胀系数为l×10-4／K，比聚氯乙烯大一倍，比碳钢约大10倍。加入填料和增强材料，可降低聚丙烯塑料的膨胀系数。吸水率低于0．03％，透水性和透气性极小，极易燃烧，可用于制造槽体和滚筒。
(二)力学性能
聚丙烯机械强度较高，其缺点是抗蠕变性差，低温脆性大，选用时应予以注意。其拉伸强度为29．4MPa～38．2MPa，虽然聚丙烯的温室拉伸强度比聚氯乙烯要小得多，但由于聚氯乙烯的强度随温度升高而降低的程度大于聚丙烯，因此，在接近80℃时，聚丙烯的强度就高于聚氯乙烯的强度。由于聚丙烯分子间作用力小，在外力作用下的蠕变比聚氯乙烯大，因此它的长期强度比聚氯乙烯小得多。化工部化工机械研究院推荐日本积水公司的数据如表l2—2—29所列，长期强度为材料在该应力下，于指定温度环境中假定经受50年长期拉伸后断裂时的强度，也为蠕变极限。此处的安全系数为短期拉伸强度与蠕变极限之比。
聚丙烯的冲击强度，在20℃时为42kJ／m2，在0℃时为3kJ／m2，北京向阳化工厂等生产抗冲击性聚丙烯塑料，供制造各种容器使用，抗冲击性制品的冲击强度在20℃为20kJ／m2，O℃时为l6kJ／m2，其拉伸强度为26MPa，热变形温度为100℃。在低温条件使用时，必须选用耐低温牌号的聚丙烯塑料。

聚丙烯在各温度下的短期拉伸强度和蠕变极限

聚丙烯的冲击强度，在20℃时为42kJ／m2，在0℃时为3kJ／m2，北京向阳化工厂等生产抗冲击性聚丙烯塑料，供制造各种容器使用，抗冲击性制品的冲击强度在20℃为20kJ／m2，O℃时为l6kJ／m2，其拉伸强度为26MPa，热变形温度为100℃。在低温条件使用时，必须选用耐低温牌号的聚丙烯塑料。
(三)耐腐蚀性能
聚丙烯塑料在室温或低于100℃时，除强氧化剂外，能耐一般无机酸、碱和盐溶液。对浓的磷酸、盐酸及其盐类溶液在100℃以下都是稳定的；对发烟硫酸、浓硝酸在室温下不稳定；对铬酸、双氧水、次氯酸钠，只在浓度较小时才稳定，在浓度较大时，室温下只能短期使用。铜盐溶液对聚丙烯有特殊破坏作用。对氯化锌和氯化铵及其混合溶液相当稳定。
聚丙烯是非极性结晶高聚物，它对极性有机溶剂如醇、胺、腈、酰胺、醛、酮类和大多数羧酸稳定，但对脂肪烃、芳烃有不同程度的溶胀。卤素，如溴、氯气能使聚丙烯卤代而受侵蚀。

聚丙烯的耐腐蚀性能

十、聚乙烯塑料
聚乙烯是目前热塑性塑料中产量最大的一个品种。它为白色半透明材料，柔而韧，稍能伸长，比水轻、易燃、无毒。按合成方法不同可分为高压、中压和低压三种，近来还开发出超高相对分子质量聚乙烯和多种乙烯共聚物等新塑料品种。
(一)高压聚乙烯
高压聚乙烯又称低密度聚乙烯，其密度为0．91×103kg／m3～0．94×103kg／m3，是聚乙烯中最轻的一个品种。它具有优良的电绝缘性能和耐化学品性能，其柔软性、伸长率、耐冲击性和透明性等方面比中、低压聚乙烯好。缺点是易透气、透湿，机械强度比中、低压聚乙烯稍差，主要制成薄膜、片料，可作槽子衬里和隔离层。
标准级高压聚乙烯的密度为0．918×103kg／m3，拉伸强度为l2blPa(吹塑薄膜为22MPa～24MPa)，伸长率为550％，冲击强度为210kJ／m2，吸水率<0．01％，软化温度84℃，脆化温度为-70℃。

(二)中、低压聚乙烯
中、低压聚乙烯又称高密度聚乙烯。
中压聚乙烯密度为0．95×103kg／m3～0．98×103kg／m3，是各种聚乙烯中最重要的一种。耐热性和力学性能均优于其他聚乙烯，比高压和低压聚乙烯难透气和透湿，还具有优良的电绝缘性能和化学稳定性。聚乙烯的耐磨性优于聚氯乙烯和聚丙烯塑料，密度越高耐磨性越好。聚乙烯是非极性塑料，表面润湿能力差，因此不易结垢，与其他材料的粘接力差。主要制成输液管道、板材和各种中空容器，可作整体成型的槽体和滚筒筒体。
低压聚乙烯密度为0．94×103kg／m3—0．96×103kg／m3，接近或略高于中压聚乙烯，机械强度和硬度介于中、高压聚乙烯之间，最高使用温度为I00℃，在低温-70％时仍有柔软性，耐热及耐寒性均较好；比高压聚乙烯难透气和透湿，耐溶剂性比高压聚乙烯好；在高温下几乎不被任何溶剂侵蚀，并耐强酸(除浓硝酸等氧化性酸外)和强碱的作用；吸湿性很小，有良好的电绝缘性能。适于制作压力管道和大直径管道、厚壁大型槽体及容器。

标准级高密度聚乙烯的密度为0．96×103kg／m3，拉伸强度为34MPa，伸长率l000％，冲击强度为310kJ／m2，吸水率<0．01％，软化温度l28℃，脆化温度为-80℃。
低密度聚乙烯为柔性材料，高密度聚乙烯为刚硬性材料，耐磨性也好。选材时应注意区别对待。
(三)聚乙烯塑料的耐腐蚀性能
在一般条件下，具有优异的抗水性和耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀，在60℃以下耐50％的硫酸、40％硝酸、浓盐酸和各种浓度的盐、碱类溶液的腐蚀。其耐腐蚀性与聚氯乙烯相近，对氢氟酸、甲酸的耐腐蚀性优于聚氯乙烯，但它不耐强氧化酸的腐蚀。不同密度的聚乙烯塑料耐氧化性酸的能力不同，低密度聚乙烯分子结构中支链多，叔碳原子密度大，耐氧化性要比高密度聚乙烯差些。
聚乙烯在室温下几乎不溶解于任何有机溶剂中，但脂肪烃、芳香烃、卤代烃类能使其溶胀；温度超过70℃时，聚乙烯可以少量溶解在苯、甲苯、三氯乙烯、松节油、氯代烃中。高密度聚乙烯结晶度高，耐溶剂性相对好一些。
聚乙烯长期与氯气接触，其强度降低不明显，但脆性变大。氟对聚乙烯的作用类似于氯气，它们的稀溶液对聚乙烯无腐蚀。

聚乙烯与含有二氧化硫的氯气反应，聚乙烯分子中的氢原子可被氯原子或磺酰氯基团所取代而得氯磺化聚乙烯。
氯磺化聚乙烯有优良的耐腐蚀性。一般酸、碱、盐对它不起作用，特别对氧化性环境有良好的耐腐蚀性能，能耐80％硫酸、40％硝酸、50％铬酸、85％磷酸和50％过氧化氢的腐蚀，以及耐臭氧、抗老化能力，耐热性较好，可在140℃下使用，但不耐石油类和芳烃的腐蚀。我国吉林化学工业公司生产的20#、30#和40#氯磺化聚乙烯，广泛用作金属、水泥和塑料制品的保护涂层，制作各种接触腐蚀性介质的储槽和管道的衬里，电镀装置的衬胶材料。
氯磺化聚乙烯是抗霉菌和微生物的最佳材料之一，广泛用于蓄水池、废水池的保护层，还可作耐蚀、耐磨的地面表层，在某些场合甚至可代替昂贵的氟橡胶使用。

十一、有机玻璃
聚甲基丙烯酸甲酯是热塑性塑料之一，俗称有机玻璃。因其具有优异的透光性，良好的耐候性和绝缘性能，表面光泽好，成形性能良好，能耐低浓度的酸、碱和盐类溶液，因此常用于制作小型试验用镀槽，透明防护罩和小型滚筒等。其缺点是耐冲击性差，性质较脆，耐热性差，易溶于有机溶剂。常用的有机玻璃板材厚度为l．0mm、1．5mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、14mm、15mm、16mm、18mm、20mm和25mm；管材直径21mm和25mm时，壁厚2mm一5mm，直径30mm、35mm、40mm时，壁厚3mm～5mm，直径53mm、55mm、64mm、70mm、72mm、75mm、77mm、80mm时，壁厚4mm-10mm，直径90mm、95mm、100mm、115mm、128mm、132mm时，壁厚5mm～15mm，长度到1000mm。
(一)有机玻璃的物理机械性能
有机玻璃的密度为l．18×103kg／m3～1．19 X 103kg／m3，其马丁耐热度为65℃，在此温度以上发生明显变形，因此使用温度应低于50℃。导热系数入为0．139W!(m·K)～0．197W／(m·K)，导热性较差，与聚氯乙烯差不多。拉伸强度60MPa～65MPa，弹性模量为24×102MPa～30×102MPa，冲击强度l2kJ／m2，不到硬聚氯乙烯板材的1／10，使用时应特别注意脆裂。
(二)耐腐蚀性能
有机玻璃对一般酸、碱、盐溶液比较稳定，但对硝酸和铬酸的浓溶液易引起破坏，丙酮、三氯甲烷(亦称氯仿)、二氯乙烷、三氯乙烯以及环己酮等能溶解或部分溶解有机玻璃。

利用有机玻璃的溶解于丙酮和三氯乙烷的特性，通常用有机玻璃碎屑配制成2％～3％的三氯乙烷溶液，作为粘合剂制成有机玻璃槽体和滚筒体。管材可粘合加强制成离子交换柱等。
十二、化工陶瓷
化工陶瓷按其配方及焙烧温度不同，分为耐酸陶瓷、耐酸耐温陶瓷及工业陶瓷三种。前
两种陶瓷具有良好的耐腐蚀性、不透性、一定的耐热性和机械强度。
陶瓷质脆，在安装和使用中应避免碰撞、振动和局部加热或急冷急热，更不要用火焰直接加热，也不能用以盛放易燃易爆介质。一般作为独立槽体安装或置于金属套槽内作水套加热和冷却的防腐蚀内槽使用。

十三、化工搪瓷
化工搪瓷(即搪玻璃)是由含硅量高的瓷釉喷涂于金属表面，通过900℃左右的高温搪烧，使瓷釉密着于金属胎上而制成的。瓷釉层厚度一般为0．8mm～1．5mm，具有优良的耐腐蚀性能和一定的导热性能；其缺点是搪瓷层较脆，怕受硬质物体碰撞，温度急变时易碎裂。在电镀设备中常用作水套加热及冷却的套槽内槽，如化学镀镍槽等。钢管经搪瓷后可作耐腐蚀的热交换器。化工搪瓷设备一般都向工业搪瓷厂订购成品，不自行制造。
搪瓷制品一般在缓慢加热或冷却的条件下，使用温度为-30℃～+270℃，但与使用条件及加工质量等因素有密切关系。瓷层从加热状态突然冷却的冷冲击(骤冷)允许温度差<110℃，从冷却状态突然受热的热冲击允许温度差<120℃。其机械强度决定其基材金属的设计结构，因此它是一种既能满足强度和刚性要求，又能耐腐蚀的一种传统的复合材料，只要注意其特性，仔细使用，就能收到理想的效果。
化工搪瓷对大多数无机酸、有机酸及有机溶剂等介质，尤其对盐酸、硝酸和硫酸等具有优良的耐腐蚀性能。但不耐强碱、氢氟酸和含氟离子的介质腐蚀。

十四、石英玻璃和95料玻璃
石英玻璃(是采用比较纯的二氧化硅，经高温熔融成透明或不透明的材料)是一种高级玻璃，膨胀系数很小，热稳定性高，但价格较贵(不透明的较便宜)，在电镀设备中，只有个别情况下，如加热混酸溶液或其他腐蚀性溶液时才用石英玻璃管作电加热器。95料玻璃比石英玻璃的耐热性差一些，但价格便宜，亦可做玻璃管电加热器。
石英玻璃和95料玻璃除氢氟酸、氟硅酸、高温磷酸及强碱外，能耐大多数无机酸、有机酸及有机溶剂的腐蚀；缺点是性脆，不耐冲击和振动。

十五、铸石及花岗石
铸石是由辉绿岩、玄武岩等天然岩石为主要原料，经加工、熔化、浇注和热处理而成的耐磨和耐腐蚀工业材料。具有较好的压缩强度和刚性，但脆性较大，热稳定性较差。目前使用最多的是辉绿岩铸石，主要用作大型槽体的防腐蚀衬里和储酸池的衬里。使用温度可达250℃。
铸石在防腐蚀方面的应用分为三种形式：一是用铸石板砌筑槽子衬里，根据设备的结构情况采用不同规格形状的铸石制品，用铸石粉配制的胶泥粘牢并勾缝密实，使腐蚀介质与设备壳体隔离；二是用铸石粉、耐腐蚀骨料(碎铸石块料)等配制耐酸混凝土作防腐蚀设备的结构材料；三是作防腐蚀涂层。
铸石的耐腐蚀性能优良，除不耐氢氟酸和过热磷酸外，能耐任何浓度的硫酸、盐酸、硝酸、醋酸、氢氧化钠溶液和20％的碳酸钠溶液以及浓氨水的腐蚀。
花岗石是由长石、石英等主要矿物组成的天然岩石，我国山东、浙江、福建沿海地区和部分内陆地区储量较丰富，已成为主要建筑材料加工生产地区。作为防腐材料使用的花岗石的含二氧化硅量宜在65．6％～77．6％，机械强度高，其压缩强度在88MPa～147MPa，能耐冲击，对酸性介质的耐蚀性很好(除氢氟酸、氟硅酸、热磷酸外)。在电镀生产中常用作整体酸洗槽、酸性电镀槽和板材组合的大型酸洗槽，由于它采取天然石料加工，表面不光滑，对一些重型零件电镀厂房也用作防腐蚀地坪材料。大型污水处理池也用作防腐蚀衬里。对于不

重要的部位使用的花岗石材料，含二氧化硅应≥50％。从色泽来区别花岗石质量，宜选择偏绿色的材质，偏黄色的石料含二氧化硅偏低，订购时应特别注意按样品验收，确保石材质量。
十六、玻璃钢
玻璃钢属于玻璃纤维增强塑料，是玻璃纤维与合成树脂组成的复合材料。主要优点是质量轻、比强度高、成型工艺简单、有较好的耐腐蚀性能。在电镀设备中常用作整体镀槽或作金属槽的衬里，也用于水池和地面的防腐蚀面层。
(一)玻璃钢的类别
作为耐腐蚀材料常用的有环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢、呋喃玻璃钢和聚酯玻璃钢。为了适应特殊需要，可采用添加第二种树脂改性的办法制成的改性玻璃钢，除保持原有玻璃钢的性能外，尚兼有其他玻璃钢的性能。

(二)玻璃钢的耐腐蚀性能
一般地说，玻璃钢的耐腐蚀性能强，除氢氟酸、热磷酸、浓碱及氧化性介质如硝酸、铬酸、浓硫酸等外，几乎对所有的化学介质都是稳定的。玻璃钢的耐腐蚀性和耐热性能基本上取决于树脂的种类。