微生物腐蚀16页PPT

可降解高分子材料的研究
可降解高分子材料的研究
● 天然生物可降解高分子
优点 自然界中的天然高分子资源丰富 自然分解的产物完全 无毒
缺点 大多不具热塑性 成型加工困难 耐水性差
改善手段 将其与化学试剂反应，合成生物可降解高分子材 料，掺混制成高分子合金 对其进行改性，使其具有可加工性
可降解高分子材料的研究
链烃M>450，不受侵蚀 3. 水解基团 水解酶能分解含有可水解基团的主链
微生物腐蚀的防护
1. 化学改性 2.
改变聚合物的基本结构或取代基。优：内在性能 缺：有时效性
2. 抑制剂或杀菌剂 要求：材料无损，对人体无害，在各种环境下能
3.
维持较长时间
4.
选择：参照材料、微生物的种类以及杀菌期限
5. 3. 改善环境 改变环境使之产生不利于微生物生长繁殖的因素。
微生物对高分子材料的腐蚀
作用机理 腐蚀特点
影响因素
微生物通过合成酶实现对高分子材料的降解 1. 专一性 一种酶分解一种物质
底物改变诱使产生新的与之相克的酶 2. 端蚀性 生物高分子 酶由随机位置开始分解
合成高分子 酶由分子链端开始分解 1. 添加剂 一般为低分子材料，如增塑剂、稳定剂
及润滑剂 2. 侧基、支链及链长 侧基的引入使材料成为惰性
纤维素 再生纤维素
化学改性纤维
适用于纤维与薄膜的制造 常用 生物降解薄膜 无纺布 发泡塑料 常用 纤维素酯 纤维素醚 纤维素缩醛化合
物
淀粉 缺点
热塑性很差 亲水性过强
改善手段 合成淀粉的衍生物
与其他高聚物混合 如 聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、 聚苯乙烯、聚酯等
可降解高分子材料的研究
● 合成生物可降解高分子材料
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定义
微生物腐蚀是指在微生物生命活动参与下所发生的腐蚀过程。
作用方式
· 新陈代谢产物的腐蚀作用 · 生命活动影响电极反应的动力学过程 · 使金属所处环境发生改变，形成局部腐蚀电流 · 破坏金属表面的非金属覆盖层，破坏缓蚀剂的稳定性
嗜氧菌
铁细菌
微生物种类 （生存环境）
硫氧化菌
厌氧菌
硫酸盐还 原菌
·有氧无氧环境下都能生存，例如 硝酸盐还ห้องสมุดไป่ตู้菌
主要作用菌种 SRB 铁氧化菌 锰氧化菌 主要发生部位 焊接焊缝 热影响区 腐蚀作用机理 细菌联合作用下的腐蚀
有氧区 无氧区
参与促进腐蚀的四个方面 SRB
1.打破钝态层的稳定性。微生物的介入使得不锈钢电位上
升，超过临界点蚀电位
2.增加了Cl的攻击性。
3.代谢产物对钝化膜的侵蚀作用。（产酸细菌）
4.多种细菌共同作用。
微生物合成高分子材料 合成原理 通过用葡萄糖或淀粉对微生物进行喂养，是它在体内 吸收并发酵合成出两类高分子，一类是微生物多糖， 一类是微生物聚酯
化学合成生物可降解高分子材料 制备方法 采用能过被自然微生物吞食的有机小分子化合物，经 过新的化学合成技术将它们聚合成能过生物降解并与 天然高分子类似的高分子化合物
重点
微生物腐蚀机理
1. 阴极去极化作用理论 还原菌消耗金属表面的氢原子，促进阴
极的去极化反应
2. 硫化物理论
还原菌的生命活动提供硫化物，硫化
3.
作用会加快钢铁的腐蚀
3. 细菌联合作用下的腐蚀 喜氧细菌腐蚀过程中形成低氧环境，
使厌氧菌得以繁殖，从而加速金属的
腐蚀
微生物对 金属材料 的腐蚀
微生物对高 分子材料的
腐蚀
金属的微生物腐蚀
● 微生物对碳钢的腐蚀
1. 微生物膜 在水环境中，有机物质的碎片容易粘附在物体表面上，形成一
薄膜，微生物以此薄膜为生存补给进行繁衍生长并新陈代谢产生多 聚物，最终形成微生物膜。 2.腐蚀研究
作用机理 膜下SRB代谢产生的有机酸富集及所造成的局部环 境差异促成了点蚀的形成
金属的微生物腐蚀
影响因素 1.生物膜的生长期。以SRB为例 2.介质中的元素 Fe c<50mg/L，SRB的存在对碳钢起保护作用 c>50mg/L，SRB加速碳钢的腐蚀 硫代硫酸盐 主要的点蚀因素 改变膜内pH值 通过酸化作用降低膜内pH值，构成腐蚀电池
金属的微生物腐蚀
● 微生物对不锈钢的腐蚀
需氧菌，铁、锰氧化菌