Uvod
Fenol-formaldehidne smolesu porodica termoreaktivnih polimernih materijala. Kada se razmatra materijal od fenolne smole za kontakt sa hemijskom okolinom, njegova prikladnost se ne može utvrditi samo iz naziva porodice smole.
U ovom članku, "hemijska otpornost" se koristi za opisivanje izmjerenih promjena u materijalu na bazi polimera nakon izlaganja određenom hemijskom okruženju. Ovaj članak ne tvrdi da sve fenolne smole dijele univerzalnu otpornost na kiseline, baze ili otapala. Takva univerzalna ocjena se ne primjenjuje na kategoriju fenolnih smola. Odjeljci u nastavku navode principe za pregled podataka o izloženosti kemikalijama i informacije koje treba definirati prilikom procjene prikladnosti materijala.
Kratak odgovor
Materijali od fenolne smole mogu se procijeniti na hemijsku otpornost, ali se ne primjenjuje univerzalna ocjena otpornosti na kiseline, alkalije ili rastvarače za svaki proizvod od fenolne smole. Pogodnost treba utvrditi za specifičnu osušenu formulaciju ili gotov proizvod pod definisanim uslovima izlaganja i ispitivanja. Ovo je granica izbora materijala zasnovana na potrebi da se definiše testni objekat i uslovi ispitivanja; to ne znači da svi fenolni materijali imaju loš učinak ili da se pravilno usklađeni rezultati ne mogu porediti.
Zašto su uslovi ispitivanja bitni
Rezultat hemijske otpornosti odnosi se na testirani materijal i specificirane uslove izlaganja. Ne treba ga tretirati kao univerzalnu vrijednost za široku porodicu polimera. Ne treba se pretpostaviti da su rezultati dobijeni od uzoraka različitih formulacija, istorije pripreme, konstrukcije ili geometrije ekvivalentni.
Prilikom pregleda rezultata, potrebno je identificirati sljedeće detalje testa i uzorka:
- Referenca za formulaciju: Ne treba pretpostaviti da su rezultati dobijeni iz različitih formulacija ekvivalentni.
Hemijski identitet i koncentracija: Široke kategorije kao što su "kiselina" ili "otapalo" su nedovoljne; treba identificirati specifični reagens i njegovu koncentraciju.
- Temperatura i trajanje: Ne treba pretpostaviti da su rezultati dobijeni na različitim temperaturama ili nakon različitih perioda izlaganja jednaki.
Način kontakta: Kontaktna metoda treba navesti i uzeti u obzir prilikom upoređivanja rezultata.
- Stanje mehaničkog naprezanja: treba zabilježiti da li je uzorak testiran pod primijenjenim mehaničkim naprezanjem.
Ne treba pretpostaviti da se rezultat dobijen za jedan materijal pod jednim skupom uslova izlaganja ne odnosi na drugi materijal ili drugi skup uslova.
Definirajte testni materijal
Procjena hemijske otpornosti ima smisla samo kada je fizički oblik testiranog materijala jasno identificiran. Različiti objekti testiranja zahtijevaju različito tumačenje:
- Čvrsti plastični uzorak za ispitivanje: Standardizirani kupon, ploča ili izlivena šipka pripremljena od osušene formulacije.
- Laminirani smolasti proizvod ili ploča: treba identificirati njegovu konstrukciju i oblik uzorka.
- Gotovi artikl ili komponenta: Ne treba pretpostaviti da podaci iz laboratorijskog kupona predstavljaju kompletan proizvod bez opravdanja.
- Podaci dobijeni iz jednog fizičkog oblika ili tipa uzorka ne bi trebali biti generalizirani na različite oblike ili strukturalne konstrukcije.
Gdje je testni objekt afenol formaldehidne smole, njegov isporučeni oblik i stanje očvršćavanja treba identificirati prije nego što se interpretiraju podaci o izloženosti kemikalijama.
Relevantni standardi ispitivanja
Dva široko referencirana standarda pružaju strukturirane okvire za procjenu otpornosti plastičnih materijala na hemijske reagense.
ASTM D543-21, Standardne prakse za procjenu otpornosti plastike na hemijske reagense, pokriva procjenu plastičnih materijala uključujući livene, toplo lijevane, hladno lijevane, laminirane smolaste proizvode i materijale od lima. Predstavlja procedure u skladu sa Praksom A (Test potapanjem) i Praksom B (Mehanički napon i izloženost reagensu pod standardizovanim uslovima primenjenog naprezanja). Pristupi kondicioniranju uključuju potapanje i metodu mokrih krpa, ovisno o predviđenom kontekstu primjene. Izmjerene promjene mogu uključivati težinu, dimenzije, izgled, boju, snagu i druga mehanička svojstva.
ISO 175:2010, Plastika – Metode ispitivanja za određivanje efekata potapanja u tečne hemikalije, specificira metode za izlaganje čvrstih plastičnih uzoraka za ispitivanje, bez svih spoljnih ograničenja, tečnim hemikalijama i određivanje rezultirajućih promena svojstava. Uzima u obzir samo ispitivanje potapanjem cijele površine uzorka za ispitivanje. Primjenjuje se na čvrstu plastiku u obliku ploča, cijevi, šipki ili listova debljine veće od 0,1 mm i ne primjenjuje se na ćelijske materijale. Ne pokriva pucanje pod stresom iz okoline. Postupci ISO 175 koji su ovdje opisani odnose se na uzorke čvrste plastike i ne bi ih trebali predstavljati kao direktna ispitivanja nestvrdnute tekućine ili smole u prahu.
Međustandardno poređenje
ASTM D543-21 napominje da se ISO 175 bavi tematikom koja je slična praksi A, ali se razlikuje u tehničkom sadržaju, te da se rezultati dobijeni prema ova dva standarda ne mogu direktno porediti. Rezultate dobijene iz ASTM D543 i ISO 175 procedura ne treba tretirati kao direktno uporedive.
Niti jedan standard ne dokazuje da su fenolne smole kao klasa otporne na bilo koju specifičnu kiselinu, bazu ili otapalo. Oni definiraju metode za provođenje i izvješćivanje o evaluaciji određenog uzorka prema definiranim parametrima.
Kako pregledati podatke o hemijskoj otpornosti
Prilikom pregleda podataka o hemijskoj otpornosti za donošenje odluka o inženjeringu ili nabavci, korisno je provjeriti jesu li sljedeće informacije dokumentirane. Ovo su praktične tačke pregleda; nisu svi propisani ASTM D543-21 ili ISO 175:2010. Kriterijumi prihvatanja su obično definisani primenjivom specifikacijom, kupcem ili projektom.
- Identifikacija materijala: tip smole, referenca formulacije, stanje očvršćavanja i opis uzorka.
- Hemijsko okruženje: Tačan hemijski identitet i koncentracija.
- Uslovi izlaganja: Temperatura ekspozicije i ukupno trajanje.
- Režim kontakta: uranjanje, metoda vlažnog zakrpa kako je definirano ASTM D543-21, ili drugo identificirano stanje.
- Stanje naprezanja: bez naprezanja ili testirano prema proceduri primijenjenog naprezanja opisanom u ASTM D543-21 Praksa B.
- Standard za ispitivanje: Referentni standard i procedura, kao što je ASTM D543-21 Praksa A ili ISO 175:2010.
- Izmjerena svojstva: Promjene mase, dimenzija, izgleda, boje ili mehaničke čvrstoće.
- Kriterijumi prihvatljivosti: Pragovi koji definišu prihvatljive ili neprihvatljive performanse za predviđenu uslugu, kao što je navedeno u primenjivim zahtevima.
Generička tvrdnja kao što je "otporna na hemikalije" bez ovih pratećih parametara predstavlja neadekvatnu osnovu za odabir materijala.
Tehnički upit
Kada se traže podaci o hemijskoj otpornosti ili procjenjuju materijal fenolne smole za određenu primjenu, pružanje sljedećih informacija pomaže u podršci relevantnom pregledu podataka. Primenljiva metoda ispitivanja, potrebna dokumentacija i kriterijumi prihvatljivosti treba da budu identifikovani za konkretan upit.
Oblik materijala: očvrsnuta čista smola, smjesa za oblikovanje, laminat, kompozit ili gotov proizvod.
- Detalji formulacije: Pojačanja, punila ili sistemi aditiva, gdje je primjenjivo.
- Hemijski reagens: Specifičan hemijski identitet i koncentracija.
- Temperatura izloženosti: Predviđeni opseg radne temperature, gdje je relevantno.
- Trajanje ekspozicije: Ukupno vrijeme i da li je ekspozicija kontinuirana ili povremena.
- Režim kontakta: Predviđeni uslovi kontakta, kao što su uranjanje, prskanje ili prosipanje, tako da se može izabrati primenljiva procedura testiranja.
- Mehaničko naprezanje: prisutnost i priroda naprezanja u radu.
- Geometrija uzorka ili komponente: Relevantne dimenzije i stanje površine.
- Kriterijumi prihvatljivosti: Dozvoljene promjene mase, dimenzija, izgleda ili mehaničkih svojstava za predviđenu uslugu.
Gdjefenolna smola za kompozitne materijaleje u razmatranju, podaci o hemijskoj otpornosti treba da se generišu za relevantni očvršćeni kompozitni sistem, a ne da se zaključi samo na osnovu naziva porodice smole.
Zaključak
Materijali fenolne smole mogu se proceniti na hemijsku otpornost, ali dobijeni podaci su značajni samo kada su eksplicitno definisani oblik materijala, hemijsko okruženje, uslovi izlaganja i metoda ispitivanja. Nijedna univerzalna ocjena otpornosti na kiseline, alkalije ili rastvarače ne primjenjuje se na kategoriju fenolnih smola. Pogodnost za ciljnu primenu treba da se utvrdi korišćenjem podataka dobijenih iz specifične osušene formulacije ili gotovog proizvoda u reprezentativnim uslovima.
Reference
- ASTM International. (2021). ASTM D543-21, Standardne prakse za evaluaciju otpornosti plastike na hemijske reagense.https://doi.org/10.1520/D0543-21
- Međunarodna organizacija za standardizaciju. (2010). ISO 175:2010, Plastika - Metode ispitivanja za određivanje efekata potapanja u tečne hemikalije (3. izdanje).https://www.iso.org/standard/55483.html