Odporność chemiczna

Jako odporność chemiczna , odporność jest ogólnie materiałów na działanie chemikaliów , odpowiednio. W przeciwieństwie do korozji nie dochodzi do ścierania materiału, co jest szczególnie typowe dla tworzyw sztucznych i elastomerów .

Ponieważ odporność chemiczna dotyczy czystego materiału, mogą istnieć ograniczenia dotyczące przydatności materiału w rzeczywistych zastosowaniach (np. pęknięcia naprężeniowe lub przenikanie ). Można więc mówić również o odporności chemicznej , która jednoznacznie wskazuje na potencjał materiału do wytrzymania ataku chemicznego.

Klasyfikacja

Zazwyczaj dzieli się je na trzy proste kategorie:

  • odporny chemicznie: materiał zachowuje swoje charakterystyczne właściwości mechaniczne (np. wytrzymałość ), fizyczne (np. kolor ) i chemiczne (np. mieszanina ) niezmienione pomimo dłuższego kontaktu z badaną substancją chemiczną. Ponieważ ten idealny stan praktycznie nigdy nie występuje, materiał nadal uważany jest za „odporny” w technologii, który jest bardzo powoli atakowany.
  • Warunkowo odporny chemicznie: materiał zachowuje swoje charakterystyczne właściwości (patrz wyżej) przez ograniczony czas, który jest dopuszczalny dla zamierzonego zastosowania lub w określonych granicach warunków pracy.
  • chemicznie niestabilny: materiał traci swoje charakterystyczne właściwości (patrz wyżej) w bardzo krótkim czasie - lub szybciej niż pozwala na to przeznaczenie. Na przykład niektóre kleje wykorzystują chemiczną niestabilność tworzyw sztucznych w stosunku do rozpuszczalników poprzez częściowe rozpuszczanie materiału w obszarze kleju (utrata wytrzymałości mechanicznej), co umożliwia mieszanie się materiału dwóch części kleju. Po odparowaniu rozpuszczalnika spoina ponownie twardnieje i pozostaje trwałe połączenie. Plastik byłby zupełnie nieodpowiedni do budowy pojemnika na omawiany rozpuszczalnik.

Odporność tworzyw sztucznych

W przypadku tworzyw sztucznych niewystarczająca odporność chemiczna ( degradacja ) objawia się pęcznieniem lub mięknieniem, co może prowadzić do utraty użyteczności. Te cząsteczki z średnim dyfundują do przestrzeni pomiędzy łańcuchami polimeru oraz zamocować je od siebie. Ponieważ procesy dyfuzji są zależne od temperatury , informacje o odporności chemicznej dotyczą tylko określonej temperatury. Ma to szczególne znaczenie, jeśli tabelaryczne dane dotyczące odporności chemicznej są dostępne tylko dla temperatury pokojowej , ale tworzywo sztuczne ma być stosowane w wyższych temperaturach.

Pękanie naprężeniowe , znane również z metali, występuje częściej . W procesie mikropęknięcia (obszary rozciągnięte, zwane również szaleństw ) początkowo tworzą , które mogą rozwijać się w dużych sieciach pęknięcia pod wpływem siły mechanicznej. Degradacja łańcucha występuje tylko w kilku przypadkach (patrz degradacja oksydacyjna ).

W przeciwieństwie do korozji na metalu, nie rzadko indukowane chemicznie materiału usuwania z tworzyw sztucznych.

Odporność szkła

Szkło ma bardzo wysoką odporność na większość cieczy lub gazów. Jeśli szkło jest niestabilne, działa inaczej niż metal, ale jest również definiowane przez usuwanie materiału. Odporność chemiczną szkła można podzielić na wodoodporność, kwasoodporność i odporność na alkalia.

Wodoodporność szkła można określić za pomocą tzw. „testu żwiru szklanego”. Tutaj 2 gramy szkła są kruszone do wielkości ziarna od 300 do 500 μm i podgrzewane do 98 ° C w zlewce z 50 ml wody przez okres jednej godziny. Ilość jonów w kwasie solnym (N 2 O równoważnik) rozpuszcza się w szkle wody w tym okresie mierzy się za pomocą miareczkowania. Rozpuszczone jony są analizowane w kwasie chlorowodorowym (0,01 mol/l) jako roztwór wzorcowy na g ziarna szklanego ml/g. Jako wskaźnik stosuje się roztwór czerwieni metylowej. W przypadku uwolnienia do 31 μg rodzaj szkła odpowiada klasie wodoodporności 1, czyli ma najwyższą odporność chemiczną. Klasyfikacja odbywa się łącznie w 5 klasach wodoodporności. Obowiązuje zasada: im więcej uwolnionych jonów, tym gorsza klasa wodoodporności. Szklanki o wysokiej wodoodporności wykorzystywane są głównie do produkcji opakowań jednostkowych farmaceutycznych, ponieważ większość leków przechowywana jest w roztworze wodnym.

Kwasoodporność szkła dzieli się na trzy klasy zgodnie z metodą DIN 12 116, w zależności od ubytku masy spowodowanego działaniem kwasu. W tym celu badaną powierzchnię gotuje się w kwasie solnym przez sześć godzin . Jeżeli połowa ubytku masy przy usuwaniu powierzchni jest mniejsza niż 0,7 mg na 100 cm 2 , rodzaj szkła jest kwasoodporny w klasie S1. Im więcej zostanie wydobyte ze szkła, tym gorsza klasa kwasoodporności. W zależności od składu szkła borokrzemowe (np. Duran lub Pyrex ) oraz szkła sodowo-wapniowe (np. szkło AR) mają wysoką odporność na działanie kwasów. Dlatego są klasyfikowane jako okulary S1.

Aby określić odporność na alkalia, odpowiednią powierzchnię szklaną gotuje się przez 3 godziny. Stosowany do tego roztwór wodny musi składać się z równych części roztworu wodorotlenku sodu (1 mol/l) i węglanu sodu (0,5 mol/l). Jeżeli ubytek masy szkła wynosi maksymalnie 75 mg/100 cm 2 , jest to szkło o klasie odporności na alkalia 1. Im wyższy ubytek masy, tym gorsza klasyfikacja odporności na alkalia.

wykrycie

Odporność chemiczną określa się najczęściej w teście zanurzeniowym. Sposoby określania naprężeń na środowiskowe pękanie jest test ESC ( E nvironmental S warkocz C regałów) i badania na pełzanie w nośniku. Te i inne testy z zakresu symulacji środowiska pozwalają na dobór odpowiedniego materiału.

Dowód odporności chemicznej materiału lub powierzchni można również określić w oparciu o ISO 2812-1 (metoda zanurzeniowa) lub ISO 2812-4 (metoda kroplowa/punktowa). Materiał lub powierzchnia jest wystawiona na działanie odpowiednich chemikaliów przez określony czas, a skażony obszar jest następnie badany mikroskopowo. Zmiany, które można określić to:

  • Odbarwienie
  • Zmiana stopnia połysku
  • zmiękczający
  • Obrzęki
  • Usuwanie powłok
  • Pęcherze

Po określonym czasie obciążenia powierzchnia materiału jest wolna od pozostałości cieczy testowej oraz sprawdzana i oceniana pod kątem widocznych zmian zgodnie z normą DIN EN ISO 4628-1 do -5. Aby określić możliwy czas regeneracji, ocenę przeprowadza się natychmiast po tym i godzinę po usunięciu cieczy testowej. Zgodnie z normą DIN EN ISO 4628-1 następujące kryteria są podzielone na klasy od 0 do 5: wielkość uszkodzenia (N), wielkość uszkodzenia (S) i intensywność zmian (I). Wspomniano również o innych zaobserwowanych nieprawidłowościach.

Ocena odbywa się według następującego schematu:

„Pęcherze, N2-S2” lub „Przebarwienia, I1”

Należy wziąć pod uwagę możliwe stężenie cieczy testowej na powierzchni spowodowane wysychaniem w rzeczywistym środowisku pomieszczenia czystego. Tę procedurę badawczą można wykorzystać do udowodnienia, czy materiał lub powierzchnia jest „odporna”, „częściowo odporna” lub „nieodporna” na określoną substancję chemiczną w określonym czasie.

Indywidualne dowody

  1. ↑ ISO 2812 Farby i lakiery – Oznaczanie odporności na ciecze – Część 1: Zanurzenie w cieczach innych niż woda (ISO 2812-1: 2007); Wersja niemiecka EN ISO 2812-1: 2007.
  2. ↑ ISO 2812 Farby i lakiery – Oznaczanie odporności na ciecze Część 4: Metoda kapania/plamienia (ISO 2812-4: 2007); Wersja niemiecka EN ISO 2812-4: 2007.
  3. ↑ ISO 4628-1 Farby i lakiery – Ocena uszkodzenia powłoki – Ocena ilości i rozmiaru uszkodzeń oraz intensywności jednolitych zmian w wyglądzie – Część 1: Ogólne wprowadzenie i system oceny (ISO 4628-1: 2003); Wersja niemiecka EN ISO 4628-1: 2003.
  4. ↑ ISO 4628-2 Materiały powłokowe – Ocena uszkodzenia powłoki – Ocena ilości i rozmiaru uszkodzeń oraz intensywności jednolitych zmian w wyglądzie – Część 2: Ocena stopnia spęcherzenia (ISO 4628-2: 2003); Wersja niemiecka EN ISO 4628-2: 2003.
  5. ↑ ISO 4628-3 Materiały powłokowe – Ocena uszkodzenia powłoki – Ocena ilości i rozmiaru uszkodzeń oraz intensywności jednolitych zmian w wyglądzie – Część 3: Ocena stopnia rdzy (ISO 4628-3: 2003); Wersja niemiecka EN ISO 4628-3: 2003.
  6. ↑ ISO 4628-4 Farby i lakiery – Ocena uszkodzenia powłoki – Ocena ilości i rozmiaru uszkodzeń oraz intensywności jednolitych zmian w wyglądzie – Część 4: Ocena stopnia pęknięć (ISO 4628-4: 2003); Wersja niemiecka EN ISO 4628-4: 2003.
  7. ↑ ISO 4628-5 Farby i lakiery – Ocena uszkodzenia powłoki – Ocena ilości i rozmiaru uszkodzeń oraz intensywności jednolitych zmian w wyglądzie – Część 5: Ocena stopnia złuszczania się (ISO 4628-5: 2003); Wersja niemiecka EN ISO 4628-5: 2003.

linki internetowe