聚丙烯(PP)涂塑复合钢管是以碳钢管为基体，内衬聚丙烯塑料，经加热、加压、冷却定型等加工工艺制成的涂塑复合钢管。随着国民经济的快速发展，聚丙烯涂塑复合钢管已广泛应用于石油、城市供水、天然气、化工、纺织、印染、造纸、污水处理、食品和医药等领域。
在使用过程中，涂塑复合钢管的塑料衬里会受到不同程度的侵蚀，导致衬里材料的表面结构发生变化。衰减全反射(ATR)分析是研究聚合物材料表面结构信息的有效方法[l3一组，不会对衬里材料本体造成损伤，属于无损分析，操作简单，灵敏度高。因此，采样ATR分析法对聚丙烯涂塑复合钢管衬里表面结构和性能的影响具有重要的现实意义。
本研究采用ATR红外分析法，分别选用硫酸溶液、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液和高锰酸钾溶液，模拟聚丙烯涂塑复合钢管在工业中传输的酸性液体、碱性液体、中性盐类液体和氧化液体。
一、实验部分。
1.原材料
聚丙烯涂塑复合钢管，直径160毫米。浓硫酸，质量分数98%；氢氧化钠，固体粉末状；氯化钠，固体颗粒状；高锰酸钾，粉末状；。
2.样品制备。
1)腐蚀液的配置:选用质量分数98%的浓硫酸、氢氧化钠粉、氯化钠粉、高锰酸钾粉作为溶质，选用蒸馏水作为溶剂，使用容量瓶、电子天平、烧杯等器具，分别配置表1所示的溶液。
2)样品处理:将上述不同含量的硫酸溶液、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液和高锰酸钾溶液分别倒入2.5L带盖的广口瓶中，将预先切割的聚丙烯涂塑复合钢管样品放入广口瓶中，放入恒温60℃的烘箱中，放置72小时后，取出样品，测试涂塑复合钢管塑料衬里的ATR光谱。采用蒸馏水浸泡处理聚丙烯涂塑复合钢管上截取的样条，对其涂塑复合钢管塑料衬里的ATR光谱进行测试。
二、结果和讨论。
1.ATR蒸馏水。
分别测试了60℃烘箱中72h未浸泡的样条和600C蒸馏水中72h样条的ATR光谱。蒸馏水浸泡前后样条的ATR光保持不变，即蒸馏水浸泡前后样条ATR光谱基本一致。这说明在60℃下浸泡72小时后，样条的官能团和化学成分没有变化，即蒸馏水不影响聚丙2.烯涂塑复合钢管的ATR光谱。
五个浸泡硫酸溶液的光谱中特征峰值及其强度基本一致，表明在讨论的含量范围内，硫酸溶液的含量变化对样条的ATR光谱基影响不大；然而，与未浸泡硫酸溶液的样条ATR光谱相比，这五个光谱除了共同的吸收峰外，还出现了一个新的特征峰，分别在波数为30943643cm的波数中出现了一个中等强度的经基(-OH)的吸收宽峰，表明在60℃下，硫酸溶液浸泡72h后，样条表面被稀硫酸侵蚀，产生了一定数量的经基(-OH)；附近出现强吸收峰和1542附近出现的中吸收峰的归属尚不确定，可能是烯醇经基的变形振动吸收峰。尽管如此，硫酸溶液对聚丙烯涂塑复合钢管样条的ATR光谱也有一定的影响。
3.碱性腐蚀液的ATR光谱。
将样品浸泡在质量分数分别为3%、6%、9%、12%和15%的600C氢氧化钠溶液中72小时后，取出用蒸馏水冲洗干燥，测量ATR光谱。
浸泡氢氧化钠溶液样条ATR光谱中的特征峰基本相同。与未浸泡样条的ATR光谱相比，出现了一个新的特征峰，碳基伸缩振动吸收峰出现在174721；2.2节自述，1649cm和1544cm-‘也出现了两个特征吸收峰，可能是烯醇经基变形振动引起的。因此，这表明氢氧化钠溶液对聚丙烯衬里的微观结构有一定的影响。
将1747cm-'碳基伸缩振动峰的吸光率与内标峰的吸光率之比作为评价聚丙烯衬里氢氧化钠溶液影响程度的标准。不同含量氢氧化钠溶液浸泡后，样条的碳基峰吸光率与标准吸光率之比随氢氧化钠含量的变化。
浸泡在氢氧化钠溶液中的样条碳基特征峰吸光度与内标峰吸光度之比的总趋势是随着氢氧化钠含量的增加而增加，然后保持不变，说明氢氧化钠含量的变化对聚丙烯衬里的腐蚀程度有一定的影响，随着氢氧化钠溶液含量的增加，这种影响也增加了。
4.盐中性腐蚀液的ATR光谱。
将样品浸泡在质量分数分别为5%、10%、15%、20%和25%的600C氯化钠溶液中72小时后，取出用蒸馏水清洗干燥，测量ATR光谱。
氯化钠溶液浸泡后，五个光谱中的特征峰基本相同。与未浸泡样条的ATR光谱相比，样条的主要特征峰和各峰之间的比例关系基本不变，没有新的特征峰，这表明在60℃下用氯化钠溶液浸泡72小时后，聚丙烯衬里的官能团和化学成分没有改变，表面也没有生成新的物质。
5.氧化腐蚀液的ATR光谱。
将样品浸泡在质量分数分别为1%、2%、3%、4%、5%的60℃酸性高锰酸钾溶液中72小时后，取出用蒸馏水清洗干燥，测ATR光谱。
与未浸泡样条相比，酸性高锰酸钾溶液浸泡后，碳基吸收峰出现在五个光谱中，强度仍然较高，可能是酸性高锰酸钾的强氧化作用，导致聚丙烯衬里表面氧化，碳基生成。
用不同含量的高锰酸钾溶液浸泡后，样条的碳基特征峰的吸光率与相应内标峰的吸光率之比随酸性高锰酸钾溶液含量的变化而变化。
浸泡在酸性高锰酸钾溶液中的样条，碳基特征峰的吸光率与内标峰的吸光率之比随着高锰酸钾含量的增加而增加，说明样条的氧化率随着酸性高锰酸钾溶液含量的增加而增加。
将从聚丙烯涂塑复合钢管上截取的样条分别放入不同含量的硫酸溶液、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液和酸性高锰酸钾溶液中浸泡，并与蒸馏水浸泡相比，对处理后的样条进行ATR光谱分析。结果表明，蒸馏水浸泡前后，聚丙烯衬里的ATR光谱没有变化，即蒸馏水对聚丙烯衬里完全没有侵蚀作用；浸泡在硫酸溶液和氢氧化钠溶液中的样条ATR光谱发生了微小的变化，即硫酸溶液和氢氧化钠溶液对聚丙烯衬里有微小的侵蚀作用；浸泡在氯化钠溶液中的样条ATR光谱基本没有变化，即氯化钠溶液对聚丙烯衬里没有侵蚀作用；浸泡在酸性高锰酸钾溶液中的样条ATR光谱发生了明显的变化，即酸性高锰酸钾溶液对聚丙烯衬里有很强的侵蚀作用。因此，聚丙烯涂塑复合钢管不宜长期输送氧化液体，需要定期检查。
