Tworzywa sztuczne odporne na działanie chemikaliów

Kompatybilność chemiczna, odporność chemiczna i odporność na korozję należą do największych zalet tworzyw sztucznych w porównaniu z metalami. Dzięki wyborowi odpowiedniej rodziny polimerów użytkownik może zapewnić odporność w nawet najbardziej wymagających warunkach środowiskowych bez konieczności stosowania dodatkowych środków ochronnych, takich jak obróbka powierzchniowa, lakierowanie lub ochrona katodowa. W naszym portfolio produktów znaleźć można specjalne kwasoodporne tworzywa sztuczne, polimery odporne na działanie środków mocno alkalicznych (m.in. gorącej wody i pary) oraz tworzywa sztuczne odporne na działanie rozpuszczalników. Użytkownik może ponadto wybrać zrównoważone tworzywa sztuczne odporne na działanie chemikaliów, nadające się do szeregu różnych zastosowań końcowych.


Poniższe tabele przedstawiają wartości graniczne pH oraz kategorie substancji. Mają one służyć za podstawę do oceny odporności chemicznej tworzyw sztucznych oraz wskazywać, gdzie mogą być stosowane określone rodziny produktów w temperaturze pokojowej, bez obciążenia mechanicznego.
*Materiały wzmocnione włóknem szklanym wykazują w porównaniu z materiałami bez wypełniaczy nieco mniejszą odporność na działanie alkaliów.
**PVDF jest wrażliwy na kontakt z gorącymi alkaliami, który prowadzi do powstawania pęknięć naprężeniowych przy występowaniu obciążeń mechanicznych. Jako wartości graniczne obowiązują pH 12 oraz 40°C – żadna z tych wartości nie może zostać przekroczona.

Określenie „odporność chemiczna” jest z reguły używane, aby opisać wytrzymałość materiału na działanie chemikaliów. 

W większości przypadków niewystarczająca odporność chemiczna objawia się pęcznieniem lub spadkiem twardości materiału, co może prowadzić do utraty właściwości mechanicznych i ogólnej użyteczności. Molekuły substancji rozpraszają się w przestrzeni pomiędzy łańcuchami polimerowymi i rozdzielają je. Ponieważ większość procesów dyfuzyjnych uzależniona jest od temperatury, specyfikacje odporności chemicznej należy zawsze rozpatrywać z uwzględnieniem temperatur podanych w warunkach przeprowadzania testu. Przy stosowaniu bezpostaciowych polimerów termoplastycznych w połączeniu z chemikaliami użytkownik powinien zachować szczególną ostrożność, gdyż takie połączenie może prowadzić do powstawania pęknięć naprężeniowych i awarii elementów konstrukcyjnych. Mogą się tworzyć mikropęknięcia, które przy obciążeniach mechanicznych mogą się ostatecznie połączyć w dużą sieć pęknięć.

  • Termoplasty nie ulegają znaczącym uszkodzeniom ani w wyniku działania wody, ani też nieorganicznych substancji rozpuszczalnych w wodzie (np. kwasów, zasad i soli). Wyjątek stanowią jednak alkalia o określonych stężeniach i temperaturach w połączeniu z PVDF. Powodują one powstawanie pęknięć naprężeniowych i utlenianie substancji, co może prowadzić do pęknięć naprężeniowych w PP i PE. Gdy w kontakcie z chemikaliami dochodzi do zmiany koloru, może to wskazywać na zmianę odporności tworzywa sztucznego na działanie chemikaliów.
  • Oddziaływanie substancji organicznych na termoplasty różni się od oddziaływania substancji nieorganicznych. Chemikalia organiczne i łańcuchy molekularne termoplastów mogą reagować ze sobą nawzajem. Oprócz rzeczywistych oznak rozpuszczania (jak ma to miejsce np. w przypadku chlorku metylenu i PCW) często może występować pęcznienie. Pęcznienie (zwiększenie odległości pomiędzy łańcuchami molekularnymi) to zmiana objętości i kształtu ciała stałego pod wpływem cieczy, par lub gazów.
     Łańcuchy polimerowe mogą być ponadto „otulane” przez określone rozpuszczalniki. W tym kontekście należy zwrócić uwagę na fakt, iż pęcznienie prowadzi do obciążeń spowodowanych zmianą długości, jednak w większości przypadków tego rodzaju spęcznienia można później wyeliminować poprzez wysuszenie. 
  • W przypadku mieszanin chemikaliów nie można z reguły bezbłędnie przewidzieć, czy termoplast będzie ulegał uszkodzeniom w wyniku działania chemikaliów, czy też nie, ponieważ w wielu przypadkach mogą występować nieznane efekty wtórne. Przykładowo, gdy stężony kwas chlorowodorowy zostanie zmieszany z kwasem azotowym w stosunku 3:1, powstanie woda królewska, jedna z najbardziej agresywnych istniejących substancji. W takim przypadku długoterminowo stosowany może być tylko PVDF, i to wyłącznie w temperaturze 20°C – mimo że duża liczba termoplastów wykazuje odporność chemiczną na działanie każdej z tych substancji oddzielnie.

Najważniejszymi kryteriami dla testu kompatybilności chemicznej są temperatura, stężenie chemikaliów, czas ekspozycji oraz obciążenie mechaniczne. W przedstawionych poniżej tabelach zawarto informacje dotyczące odporności różnych materiałów na działanie rozmaitych chemikaliów. Odpowiednie testy standardowe przeprowadzono w atmosferze standardowej przy 23°C / 50% wilgotności względnej, zgodnie z normą DIN 50014.

Zawarte tu informacje przedstawiamy zgodnie z naszym dotychczasowym stanem wiedzy, mając na celu zapewnienie danych dotyczących naszych produktów i ich zastosowań. Nie udzielamy zatem jakichkolwiek prawnie wiążących zapewnień ani gwarancji odnośnie do odporności chemicznej naszych produktów ani ich przydatności do określonych zastosowań. Wymagane jest przestrzeganie wszelkich obowiązujących praw własności przemysłowej.

Odporność naszych materiałów na uboczne działanie najpowszechniejszych procesów higienicznych lub sterylizacyjnych, które są stosowane w branży spożywczej, medycznej lub farmaceutycznej, można sprawdzić tutaj:
tworzywa odporne chemicznie
W razie wątpliwości, jeśli potrzebne środki, stężenia chemiczne lub temperatury nie zostały wymienione, lub kiedy mamy do czynienia z mieszankami, zalecamy przeprowadzenie indywidualnych testów, aby sprawdzić zachowanie materiału i potencjalne nieoczekiwane interakcje w rzeczywistych warunkach danego zastosowania.