What is the "Plastics Corroson Phenomenon"?

Faudree Effect

This was the discovery that "plastics can corrode", under galvanic action similar to that of metals,[1,2, 3 Ph.D. Dissertation] and has been referred to as the "Faudree Effect" in the industry. Previously, it was thought polymers or composites cannot corrode this way. Normally, when two dissimilar metals such as copper (Cu) and iron (Fe) are put into contact and then immersed in salt water, the iron will undergo corrosion or rust. This is called a galvanic circuit where the copper is the noble metal and the iron is the active metal, i. e., the copper is the cathode or positive (+) electrode and the iron is the anode, or negative (-) electrode. A battery is formed. It follows that plastics are made stronger by impregnating them with thin carbon fibers only a few micrometers in diameter known as carbon fiber reinforced polymers (CFRP). This is to produce materials for sports, automotive, and aircraft that are lightweight, high-strength and resistant to high temperatures. The carbon fibers act as a noble metal similar to gold (Au) or platinum (Pt). When put into contact with a more active metal, for example with aluminum (Al) in salt water the aluminum corrodes. However in early 1990, during routine aircraft solvent soak tests it was accidentally discovered imide-linked resins in CFRP composites degrade when bare composite is coupled with an active metal in salt water environments. This is because corrosion not only occurs at the aluminum anode, but also at the carbon fiber cathode (cathodic corrosion) in the form of a very strong base with a pH of about 13. The strong base is generated just above the salt water/jet fuel interface which wicks up into the confined area as in crevice corrosion. This strong base reacts with the polymer chain structure degrading and dissolving the polymer into its amide salt. Polymers affected include bismaleimides (BMI), condensation polyimides, triazines, and blends thereof. Degradation occurs in the form of dissolved resin and loose fibers. The hydroxyl ions generated at the graphite cathode attack the O-C-N bond in the polyimide structure. Although standard protection measures such as glass scrim plies, sealants and inhibitors are employed, the phenonenon remained a concern. This discovery was surprising and has implications for the CFRP material used for high performance jet aircraft and resulted in design change along with patents and specifications by others contributing to aircraft reliability and safety. The phenomenon was first reported to the public in Aviation Week & Space Technology and subsequent journal article Relationship of Graphite/Polyimide Composites to Galvanic Processes. Society for the Advancement of Material and Process Engineering (SAMPE) Journal Symposium (April 15-18) (1991) 1288-1301. Research is ongoing to lower the possibility of this type of corrosion.

フォードリー効果 Japanese

Michael C. Faudree(フォードリー マイケル)が1990 年に技術的な文献に初めに記述したガルバニック アクションによるポリマーの劣化現象である。このガルバニック アクションは、 「プラスチックが腐食する」こと、すなわちガルバニック アクションによるポリマーの劣化は特定条件下で起こる金属の劣化に似ているという発見であった。通常、 銅 (Cu) と鉄 (Fe) など 2 つの異種金属を接触させ、食塩水に浸したとき、鉄は腐食、または錆が生じる。これは、貴金属である銅と活性金属である鉄、 すなわちカソードまたはプラス (+) 極の銅とアノード、またはマイナス (-) 極の鉄のガルバニック回路と呼ばれ、電池が形成される。 一方プラスチックは直径わずか数ミクロンの薄い炭素繊維を含浸することによって強くすることができ、炭素繊維強化プラスチック (CFRP) と呼ばれる。 これは、高強度と耐高温性の材料である。炭素繊維は、貴金属の金 (Au) や白金 (Pt) と似た働きをする。例えばアルミニウムのような、より活性な金属との接触するとき、 食塩水はアルミニウム (Al)を腐食する。しかし 1990 年代初頭、Michael C. Faudree は塩水環境下で炭素の複合材料が活性金属と結合しているとき、 CFRP 複合材料内のイミド結合樹脂が劣化することを発見した。この腐食はアルミのアノードだけでなく、pH の約 13という非常に強いアルカリ性で 炭素繊維のカソードでも発生するからだ。この強力なアルカリ性は、ポリマーの分解高分子鎖構造と反応、ポリマーはBismaleimides (BMI)、 凝縮ポリイミド、トリアジン系化合物、混合物などの影響を受ける。劣化は溶解樹脂や緩い繊維の形で発生する。グラファイトのカソードで生成される 水酸化物イオンは、ポリイミド構造内の O C N 結合を攻撃する。この現象は、高分子が金属のように異種金属接触腐食を受けることができることAに示し、 現在「Faudree 効果」として広く知られている。本研究では、標準の腐食保護手段はほとんどの条件下でのポリマーの劣化を防ぐことを明らかにさひた。

Faudree Effect Thai Language

ปรากฏการณ์การย่อยสลายพอลิเมอร์โดยกัลวานิก (การกัดกร่อนเนื่องจากความต่างศักย์) ซึ่งถูกอธิบายในผลงานวิชาการของ Michael C. Faudree ในปี ค.ศ. 1990 ได้มีการค้นพบว่า พลาสติกสามารถกร่อนได้ การย่อยสลายพอลิเมอร์อาจเกิดขึ้นเหมือนกับปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นบนโลหะไฟฟ้า ภายใต้เงื่อนไขบางอย่าง โดยปกติแล้วหากโลหะต่างชนิดกัน เช่น Cu (ทองแดง) กับ Fe (เหล็ก) ได้ถูกจุ่มทิ้งไว้ในน้ำเกลือ เหล็กก็จะถูกกัดกร่อนจนกลายเป็นสนิม วงจรไฟฟ้าที่มี Cu (ทองแดง) เป็นธาตุที่อยู่ในกลุ่มขั้นสูงและ Fe (เหล็ก) จัดอยู่ในธาตุที่มีความว่องไว โดยทองแดงมีค่าศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกและเหล็กมีศักย์ไฟฟ้าเป็นลบจากปฏิกิริยาทางไฟฟ้าที่สามารถเข้าใจได้ว่าพลาสติกที่ถูกสร้างขึ้นจากโครงส ร้างที่มีความแข็งแรงกับเส้นใยคาร์บอนในปริมาณเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่เล็กมาก ยากต่อการมองเห็นหรือที่เรียกว่าคาร์บอนไฟเบอร์เสริมพอลิเมอร์ ทั้งนั้นเพื่อผลิตวัตถุที่มีคุณภาพ แข็งแรงและทนต่ออุณหภูมิสูง เส้นใยคาร์บ อนทำหน้าที่เป็นโลหะคล้ายกับทองแดง (Au) หรือ แพลตตินัม (Pt) เมื่อใส่ผสมเข้ากับโลหะที่มีความว่องไวมากเช่น Al ในน้ำเกลืออลูมิเนียมคลอไรด์ อย่างไรก็ตามในปี ค.ศ. 1990 Michael C. Faudree ได้ค้นพบสายไอไมด์เรซินในสารประกอบคาร์บอนไฟเบอร์เสริมพอลิเมอร์ย่อยสลาย เมื่อไม่มีสารประกอบที่สามารถจับคู่กับโลหะที่มีความว่องไวในน้ำเกลือ เป็นเช่นนี้เพราะว่าการกัดกร่อนไม่สามารถเกิดขึ้นแค่ที่ขั้วลบของอลูมิเนียม แต่สามารถเกิดขึ้นได้ที่ขั้วบวกของเส้นใยคาร์บอนในรูปของเบสแก่ที่มีค่า pH ประมาณ 13 เบสแก่นี้จะทำปฏิกิริยาตอบโต้กับโครงสร้างของสายพอลิเมอร์ เกิดการย่อยสลายพอลิเมอร์ พอลิเมอร์จะส่งผลต่อ bismaleimides (BMI),การรวมตัวของ polyimide, triazines และการผสมของสิ่งเหล่านี้ การย่อยสลายเกิดขึ้นในรูปของสารละลายเรซินและเส้นใยที่จับกันอย่างหลวมๆ ไฮดรอกซิลไอออนสร้างได้ที่ขั้วบอกของแกรไฟต์ไปทำลายพันธะ O-C-N ในโครงสร้างของ Polyimide ปรากฏการณ์นี้ สามารถอธิบายว่าพอลิเมอร์สามารถถูกกัดกร่อนโดยกัลวานิกเช่นเดียวกับโลหะที่มีกล่าวถึงใน Faudree Effect การกัดกร่อนโดยทั่วไปสามารถป้องกันด้วยการผลิตสิ่งที่ป้องกันการย่อยสลายพอลิเมอร์ภายใต้เงื่อนไขมากมาย แม้ว่าการวิจัยกำลังดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง

Faudree效果 Mandarin Chinese

这种由电蚀作用引起的聚合物降解的现象在Michael C.Faudree于1990年发表的技术性文献中首次被描述。这是关于“塑胶可被腐蚀”的发现, 电蚀作用可能会引发聚合物降解,这与金属在特定情况下的腐蚀现象相似。通常情况下,当两种属性不同的金属如铜(Cu)与铁(Fe), 让它们接触并放入盐水中会导致铁被腐蚀或生锈。这是被称为电流电路,铜作为贵金属铁作为活性金属,即铜作为阴极或正极而铁作为阳极或负极。 可形成电池。同时塑料在注入仅几微米厚的碳纤维组织后可被增强,成为我们所熟知的的碳纤维增强聚合物(CFRP)。这可以提供高强度,且抗高温的材料。 这种碳纤维的性质与贵金属如黄金(Au)或铂(Pt)相似。当我们在盐水中再加入一种活性金属如铝(Al),铝将会被腐蚀。 但在1990年初,C.Michael.Faudree发现碳纤维增强聚合物中的酰亚胺联树脂在裸复合的情况下会发生复合降解如同盐水中的活性金属。 这是因为这种腐蚀现象不只是发生在铝阳极,阴极的碳纤维被至于pH值为13的强碱环境中同样会引起腐蚀现象。 这种聚合物链结构的碱反应导致聚合物被降解。受影响的聚合物包括亚胺(BMI), 凝结聚酰亚胺, 三嗪类化合物,和其混合物。 在溶解的树脂与松散的纤维的形态下会发生降解现象。石墨阴极攻击聚酰亚胺结构中的O-C-N键时会产生羟基离子。 这种聚合物可如金属般被腐蚀的现象被称为”Faudree效果”。现已找到在大部分情况下可防止聚合物降解发生的标准的抗腐蚀保护方法, 但研究还在进行中。

Arabic تأثير فاودري

هذه الظاهرة تدهور البوليمر فعل كان أول وصفها في الأدب فنية، Michael جيم فاودري، في عام 1990. وكان هذا الاكتشاف أنه "يمكن أن تآكل البلاستيك"، وقد تدهور البوليمر هاء أولاً تحدث من خلال إجراءات غلفانيه مماثلة لتلك المعادن في ظل ظروف معينة. عادة، عندما يتم وضع الاتصال اثنين من المعادن المختلفة مثل النحاس (Cu) والحديد (Fe) وثم مغمورة في المياه المالحة، وسيخضع الحديد التآكل أو الصدأ. وهذا يسمى دارة غلفانيه حيث النحاس هو المعدن النبيلة والحديد هو هاء أولاً معدنية، نشطة، هو النحاس الكاثود أو القطب الموجب (+) والحديد هو اﻷنود، أو القطب السالب (-). تتكون بطارية. وبالتالي بذل أقوى اللدائن التي نقع فيها مع ألياف الكربون رقيقة إلا عدد قليل ميكرومتر في القطر المعروف بألياف الكربون معززة البوليمرات (كفرب). هذا هو إنتاج مواد ذات قوة عالية ومقاومة لارتفاع درجات الحرارة. ألياف الكربون تعمل كمعدن نبيلة مماثلة للذهب (Au) أو البلاتين (Pt). عندما وضعت اتصال مع معدن أكثر نشاطا، على سبيل المثال مع الألومنيوم (Al) في المياه المالحة الألومنيوم كرودس]. ولكن في أوائل عام 1990، اكتشف جيم Michael فاودري أن راتنجات مرتبطة imide في المركبة كفرب تتحلل عندما يقترن مركب العارية معدن نشطة في بيئات المياه المالحة. هذا بسبب التآكل لا يحدث في اﻷنود الألومنيوم فحسب بل أيضا على الكاثود ألياف الكربون بشكل قوي جداً مع القاعدة درجة حموضة من حوالي 13. هذه قاعدة قوية يتفاعل مع هيكل سلسلة البوليمر اللاإنسانية البوليمر. وتشمل البوليمرات المتضررة التكثيف البوليميدات، تريازينات، بيسماليميديس (BMI) ويمزج منه. يحدث تدهور في شكل الراتنج المذاب والألياف فضفاض. هجوم أيونات الهيدروكسيل التي تولدت في الكاثود الجرافيت السند س-ج-N في هيكل بوليميد. هذه الظاهرة، أن البوليمرات يمكن الخضوع للتآكل كلفاني مثل المعادن قد تم المشار إليها في الحقل نتيجة "فاودري". تم العثور على إجراءات حماية التآكل القياسية لمنع تدهور البوليمر تحت معظم الظروف على الرغم من أن البحوث الجارية.