Introducere
Rășini fenol-formaldehidicesunt o familie de materiale polimerice termorigide. Atunci când un material cu rășini fenolice este luat în considerare pentru contactul cu un mediu chimic, adecvarea acestuia nu poate fi determinată doar din numele familiei de rășini.
În acest articol, „rezistența chimică” este folosită pentru a descrie modificările măsurate într-un material pe bază de polimer după expunerea la un mediu chimic specificat. Acest articol nu pretinde că toate rășinile fenolice au o rezistență universală la acizi, baze sau solvenți. Nu se aplică o astfel de evaluare universală categoriei de rășini fenolice. Secțiunile de mai jos subliniază principiile pentru revizuirea datelor privind expunerea la substanțe chimice și informațiile care ar trebui definite atunci când se evaluează adecvarea materialului.
Răspuns scurt
Materialele din rășini fenolice pot fi evaluate pentru rezistența chimică, dar nu se aplică o evaluare universală a rezistenței la acizi, alcalii sau solvenți pentru fiecare produs din rășini fenolice. Adecvarea trebuie stabilită pentru formularea întărită specifică sau articolul finit în condiții de expunere și de testare definite. Aceasta este o limită de selecție a materialului bazată pe necesitatea de a defini obiectul și condițiile de testare; nu înseamnă că toate materialele fenolice au performanțe slabe sau că rezultatele potrivite nu pot fi comparate.
De ce contează condițiile de testare
Un rezultat de rezistență chimică se aplică materialului testat și condițiilor de expunere specificate. Nu ar trebui tratat ca o valoare universală pentru o familie largă de polimeri. Rezultatele obținute din eșantioane cu diferite formulări, istorii de pregătire, construcții sau geometrii nu trebuie presupuse a fi echivalente.
La revizuirea unui rezultat, trebuie identificate următoarele detalii ale testului și eșantionului:
- Formulare de referință: Rezultatele obținute din diferite formulări nu trebuie presupuse a fi echivalente.
Identitatea chimică și concentrația: categoriile largi precum „acid” sau „solvent” sunt insuficiente; trebuie identificate reactivul specific și concentrația acestuia.
- Temperatura și durata: Rezultatele obținute la diferite temperaturi sau după diferite perioade de expunere nu trebuie presupuse a fi echivalente.
Modul de contact: metoda de contact trebuie raportată și luată în considerare atunci când se compară rezultatele.
- Starea de solicitare mecanică: trebuie înregistrat dacă eșantionul a fost testat sub deformarea mecanică aplicată.
Un rezultat obținut pentru un material într-un set de condiții de expunere nu trebuie presupus că se aplică unui alt material sau altui set de condiții.
Definiți materialul de testare
O evaluare a rezistenței chimice are sens numai atunci când forma fizică a materialului testat este clar identificată. Diferite obiecte de testare necesită o interpretare distinctă:
- Eșantion de test din plastic solid: un cupon standardizat, o placă sau o bară turnată preparată dintr-o formulare întărită.
- Produs sau foaie rășinoasă laminată: trebuie identificate construcția și forma specimenului.
- Articol finit sau componentă: Datele dintr-un cupon de laborator nu trebuie presupuse că reprezintă articolul complet fără justificare.
- Datele obținute dintr-o formă fizică sau un tip de specimen nu trebuie generalizate la forme sau construcții structurale diferite.
Unde obiectul de testare este arășină fenol formaldehidă, forma sa furnizată și starea de întărire trebuie identificate înainte de interpretarea datelor privind expunerea chimică.
Standarde de testare relevante
Două standarde la care se face referire pe scară largă oferă cadre structurate pentru evaluarea rezistenței materialelor plastice la reactivii chimici.
ASTM D543-21, Practici standard pentru evaluarea rezistenței materialelor plastice la reactivii chimici, acoperă evaluarea materialelor plastice, inclusiv a produselor turnate, turnate la cald, turnate la rece, rășinoase laminate și a materialelor din foi. Prezintă procedurile din Practica A (Testul de imersie) și Practica B (Stringul mecanic și expunerea la reactiv în condiții standardizate de deformare aplicată). Abordările de condiționare includ imersiunea și metoda de petec umed, în funcție de contextul de aplicare prevăzut. Modificările măsurate pot include greutatea, dimensiunile, aspectul, culoarea, rezistența și alte proprietăți mecanice.
ISO 175:2010, Materiale plastice - Metode de testare pentru determinarea efectelor imersiei în substanțe chimice lichide, specifică metodele de expunere a probelor de testare din plastic solid, fără orice restricție exterioară, la substanțele chimice lichide și pentru determinarea modificărilor de proprietăți rezultate. Se ia în considerare doar testarea prin imersare a întregii suprafețe a eșantionului de testat. Se aplică materialelor plastice solide sub formă de plăci, tuburi, tije sau foi cu o grosime mai mare de 0,1 mm și nu se aplică materialelor celulare. Nu acoperă fisurarea prin stres de mediu. Procedurile ISO 175 descrise aici se referă la specimene din plastic solid și nu trebuie prezentate ca teste directe ale unei rășini lichide sau pulbere neîntărite.
Comparație inter-standard
ASTM D543-21 notează că ISO 175 abordează subiecte similare practicii A, dar diferă în conținut tehnic și că rezultatele obținute conform celor două standarde nu pot fi comparate direct. Rezultatele obținute din procedurile ASTM D543 și ISO 175 nu trebuie tratate ca direct comparabile.
Niciun standard nu dovedește că rășinile fenolice ca o clasă sunt rezistente la orice acid, bază sau solvent specific. Ei definesc metode pentru efectuarea și raportarea unei evaluări pe un specimen specificat în cadrul unor parametri definiți.
Cum să revizuiți datele de rezistență chimică
La revizuirea datelor de rezistență chimică pentru decizii de inginerie sau de achiziție, este util să se verifice dacă următoarele informații sunt documentate. Acestea sunt puncte practice de revizuire; nu toate sunt impuse de ASTM D543-21 sau ISO 175:2010. Criteriile de acceptare sunt definite de obicei de specificația aplicabilă, client sau proiect.
- Identificarea materialului: tipul de rășină, referința formulării, starea de întărire și descrierea specimenului.
- Mediul chimic: identitate chimică exactă și concentrație.
- Condiții de expunere: Temperatura de expunere și durata totală.
- Mod de contact: Imersie, metoda de petec umed, așa cum este definită de ASTM D543-21, sau altă condiție identificată.
- Condiție de stres: nesolicitat sau testat conform procedurii de deformare aplicată descrisă în practica B ASTM D543-21.
- Standard de testare: standard și procedură de referință, cum ar fi ASTM D543-21 Practica A sau ISO 175:2010.
- Proprietăți măsurate: modificări ale masei, dimensiunilor, aspectului, culorii sau rezistenței mecanice.
- Criterii de acceptare: Praguri care definesc performanța acceptabilă sau inacceptabilă pentru serviciul vizat, așa cum este specificat de cerința aplicabilă.
O afirmație generică, cum ar fi „rezistent la substanțe chimice”, fără acești parametri de susținere oferă o bază inadecvată pentru selecția materialului.
Cerere tehnică
Când solicitați date privind rezistența chimică sau evaluați un material rășină fenolică pentru o anumită aplicație, furnizarea următoarelor informații ajută la susținerea unei analize relevante a datelor. Metoda de testare aplicabilă, documentația necesară și criteriile de acceptare trebuie identificate pentru cererea specifică.
Forma materialului: Rășină curată, compus de turnare, laminat, compozit sau articol finit.
- Detalii de formulare: armături, umpluturi sau sisteme de aditivi, acolo unde este cazul.
- Reactiv chimic: identitate chimică specifică și concentrație.
- Temperatura de expunere: intervalul de temperatură de serviciu prevăzut, acolo unde este relevant.
- Durata expunerii: timpul total și dacă expunerea este continuă sau intermitentă.
- Modul contact: condiții de contact dorite, cum ar fi imersarea, stropirea sau scurgerea, astfel încât să poată fi selectată o procedură de testare aplicabilă.
- Tensiuni mecanice: prezența și natura tensiunilor de serviciu.
- Geometria specimenului sau a componentei: Dimensiuni relevante și starea suprafeței.
- Criterii de acceptare: modificări admisibile ale masei, dimensiunilor, aspectului sau proprietăților mecanice pentru serviciul prevăzut.
Underășină fenolică pentru materiale compoziteeste luată în considerare, datele privind rezistența chimică ar trebui generate pentru sistemul compozit întărit relevant, mai degrabă decât să fie deduse numai din denumirea familiei de rășini.
Concluzie
Materialele din rășini fenolice pot fi evaluate pentru rezistența chimică, dar datele rezultate sunt semnificative numai atunci când forma materialului, mediul chimic, condițiile de expunere și metoda de testare sunt definite în mod explicit. Nu se aplică un rating universal de rezistență la acizi, alcali sau solvenți categoriei de rășini fenolice. Adecvarea pentru o aplicație țintă ar trebui să fie stabilită folosind datele generate din formula specifică întărită sau din articolul finit în condiții reprezentative pentru serviciu.
Referințe
- ASTM International. (2021). ASTM D543-21, Practici standard pentru evaluarea rezistenței materialelor plastice la reactivii chimici.https://doi.org/10.1520/D0543-21
- Organizația Internațională pentru Standardizare. (2010). ISO 175:2010, Materiale plastice - Metode de testare pentru determinarea efectelor imersiei în substanțe chimice lichide (ed. a III-a).https://www.iso.org/standard/55483.html