Plásticos resistentes a los productos químicos
Las aplicaciones que implican exposición a productos químicos agresivos (ácidos, álcalis y solventes) requieren materiales resistentes a los productos químicos; plásticos como PPS El PTFE es una de las opciones disponibles. Si bien no todos los plásticos son inertes en entornos agresivos, algunos presentan una excelente resistencia y previenen la corrosión y la degradación, manteniendo así la estabilidad dimensional del sistema mecánico, equipo o producto.
En el mecanizado CNC, PTFE, PEEK, PVC, HDPE, PPS y PP son los más comunes. plásticos resistentes a los productos químicos, utilizado como materia prima para producir una variedad de piezas y productos.
Las próximas secciones profundizarán en seis tipos de plásticos resistentes a los productos químicos y brindarán consideraciones para seleccionar el correcto.
1. Plástico de politetrafluoroetileno (PTFE) o teflón
Plástico de teflón
Seguramente esté familiarizado con el teflón, material que se utiliza como revestimiento antiadherente en utensilios de cocina. Tiene aplicaciones más diversas, desde el mecanizado de rodamientos industriales hasta la instrumentación de laboratorios químicos.
El politetrafluoroetileno (PTFE, también conocido como teflón) presenta un fuerte enlace covalente carbono-flúor (CF) y un enlace carbono-carbono (CC), lo que resulta en una estructura robusta, baja fricción y excelente inercia química. En consecuencia, el teflón mantiene su estabilidad dimensional y física hasta 200 a 3000 kJ/h. 260 ° C, después de eso, comienza a descomponerse.
La resistencia al ácido del teflón se considera universal, ya que resiste casi todos los ácidos fuertes, así como también resiste los álcalis y los solventes.
Características del mecanizado: El teflón es fácil de mecanizar gracias a su baja fricción. Se recomiendan herramientas de carburo afiladas con bajas fuerzas de corte.
Cuándo usar: Revestimientos, sellos, válvulas, cojinetes y piezas de procesamiento químico
2. Plástico de polieteretercetona (PEEK)
Materiales plásticos PEEK
PEEK es un plástico duradero y de alto rendimiento que ofrece estabilidad térmica hasta 170 °C, alta resistencia a la fatiga, resistencia al desgaste, rigidez, bajo coeficiente de fricción y resistencia a productos químicos agresivos.
La estructura interna de Plástico PEEK Presenta una cadena semicristalina y lineal, que contiene anillos de benceno (-⌬-), enlaces éter (-O-) y cetonas (C=O). Presenta neutralidad frente a una amplia gama de sustancias químicas y no se corroe con el tiempo.
Por lo tanto, el PEEK resiste ácidos moderadamente concentrados, ácidos oxidantes, álcalis fuertes, disolventes orgánicos y vapor. Puede utilizar PEEK sin relleno, con relleno de gas, conforme a la FDA y otras formas específicas, según las necesidades de su aplicación.
Características del mecanizado: Buena maquinabilidad; se recomiendan herramientas rígidas con velocidades lentas y avances moderados.
Cuándo usar: Cuando se requiere un equilibrio entre resistencia química, resistencia estructural y rendimiento mecánico, por ejemplo, carcasas electrónicas, equipos médicos, piezas de aeronaves ligeras y productos de embalaje duro.
3. Plástico de cloruro de polivinilo (PVC)
Mecanizado de plástico PVC
El PVC es otro plástico resistente a los químicos y relativamente rentable. De hecho, es el tercer plástico más utilizado a nivel mundial, después del polipropileno y el polietileno.
Ofrece alta resistencia a la tracción, rigidez, durabilidad, fácil unión y mecanizado, resistencia al agrietamiento y la abrasión, propiedades antibacterianas y otras propiedades útiles. Por consiguiente, la resistencia química del PVC es excelente, excepto a algunos agentes oxidantes fuertes y algunos disolventes.
Características del mecanizado: Para facilitar el mecanizado con tolerancias ajustadas, se recomiendan herramientas de carburo/HSS con avances lentos.
Cuándo usar: Cuando se requiere una resistencia química moderada y la asequibilidad es importante. Algunos ejemplos de aplicación son tuberías, componentes de procesamiento químico, piezas de sistemas de alcantarillado y armarios en fábricas químicas.
4. Plástico de polietileno de alta densidad (HDPE)
Materiales de HDPE
El HDPE es un termoplástico flexible y duradero con alta resistencia a ácidos diluidos, álcalis y alcoholes, pero baja estabilidad térmica (aproximadamente 80-100 °C). Otras propiedades incluyen mínima absorción de humedad y agua, ligereza y alta rigidez.
La razón detrás de la fuerte resistencia química del HDPE involucra cadenas de polímeros altamente estables formadas por polimerización de gas etileno en presencia de cromo o catalizador Ziegler-Natta.
Características del mecanizado: Como el HDPE es un plástico blando, se recomiendan herramientas de carburo/HSS con fuerzas de corte bajas.
Cuándo usar: Aplicaciones a baja temperatura donde la resistencia al impacto y la neutralidad química son cruciales. Algunos ejemplos de aplicación incluyen revestimientos químicos, transportadores para el procesamiento de alimentos, componentes para el tratamiento de aguas residuales y protecciones de maquinaria industrial.
5. Plástico de sulfuro de polifenileno (PPS)
Plástico PPS
Este plástico semicristalino y denso es neutral ante casi todos los ácidos, álcalis, solventes y combustibles comunes.
La estructura interna de PPS Implica enlaces covalentes de anillos de azufre y benceno, formando una cadena polimérica larga y estable. Como resultado, el PPS puede ser estable bajo alta tensión mecánica, exposición química severa y temperaturas elevadas (hasta ~220 °C).
A menudo se considera asequible. OJEADA Alternativa para aplicaciones de baja temperatura que requieren alta resistencia química y excelentes propiedades mecánicas.
Características del mecanizado: Maquinabilidad de moderada a excelente, estabilidad dimensional y apto para mecanizado con tolerancias estrechas. Utilice herramientas de carburo afiladas con velocidad de corte moderada y avances más lentos.
Cuándo usar: Resistencia química constante incluso con fluctuaciones térmicas. Algunos ejemplos de aplicación destacados son tanques de procesamiento químico y componentes relacionados, bridas de tuberías, plantas de fertilizantes, almacenamiento de productos químicos y sistemas de tratamiento de agua.
6. Plástico de polipropileno (PP)
material plástico PP
El polipropileno no reacciona con sustancias químicas (ácidos, bases, alcoholes, aldehídos, cetonas, etc.) y se mantiene estable hasta 80-100 °C, mientras que su punto de fusión es de aproximadamente 170 °C. Además, el plástico PP presenta una tasa de absorción de agua mínima (<0.01 %).
La estructura interna del polipropileno está formada por largas cadenas monoméricas de propileno (CH₂–CH(CH₃))n–. La densidad de los hidrocarburos, la densidad de las cadenas y la ausencia de grupos polares confieren al PP una alta resistencia a los productos químicos.
Características del mecanizado: Suave y mecanizable, pero más sensible al calor gracias a su bajo punto de fusión. Utilice herramientas de carburo estándar.
Cuándo usar: Colectores expuestos a productos químicos, tubos y accesorios de precisión, componentes de petróleo y gas, dispositivos médicos, bienes de consumo y tanques industriales.
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Factores que afectan la resistencia química de los plásticos
Existen múltiples factores que afectan la resistencia química de los materiales plásticos, como la presencia de aditivos y rellenos, el tiempo de exposición, la temperatura y concentración química y el estrés mecánico.
La siguiente lista describe los factores comunes:
- Aditivos en la composición: La presencia de plastificantes, retardantes de llama y otros rellenos influye en el nivel de resistencia, mejorándolo o debilitándolo.
- Temperatura: Si se utiliza plástico en el procesamiento o almacenamiento de productos químicos a altas temperaturas, disminuye la resistencia del plástico.
- Presencia de estrés: Si la pieza de plástico se somete a una fuerte tensión mecánica y a una exposición química prolongada, se produce la propagación de microgrietas, lo que también reduce su resistencia química.
- Tiempo de exposición: La exposición a sustancias químicas en altas concentraciones durante un período prolongado compromete la resistencia química.
- Absorción química: ISi el plástico tiene una mayor tasa de absorción química, reduce la resistencia.
Mejores prácticas para mantener la resistencia química
Hemos analizado los factores que influyen en la resistencia química de los plásticos. Ahora, examinemos cómo mantener la resistencia, como se describe en la lista a continuación.
- Seleccione el tipo de plástico adecuado y aplique recubrimientos adaptados a las condiciones específicas de exposición química.
- Mantenga las temperaturas y presiones dentro de los límites especificados para garantizar que la resistencia química no se vea comprometida.
- Inspeccione periódicamente y garantice el nivel de resistencia mediante pruebas no destructivas.
- Considere aplicar pinturas, revestimientos o tratamientos de superficie para mejorar aún más la resistencia química del plástico.
¿Cómo elegir el plástico resistente a productos químicos adecuado para el mecanizado CNC?
Cómo elegir el material resistente a los productos químicos adecuado Mecanizado CNC de plástico requiere varias consideraciones clave, incluidos los requisitos de uso final, la humedad operativa y el estrés térmico, el costo del material y la estabilidad dimensional.
Profundicemos más en cada consideración.
Requisitos de aplicacion
Primero, identifique las sustancias químicas específicas y sus concentraciones correspondientes que el plástico debe resistir para la aplicación y el rendimiento deseados. Si necesita almacenar ácidos o disolventes fuertes, utilice plástico con estructura semicristalina. Por lo tanto, puede consultar la "Tabla de Resistencia Química de Plásticos" para asegurarse de que el plástico elegido sea compatible con las sustancias químicas con las que entrará en contacto durante la aplicación.
Humedad y temperatura
Considere las fluctuaciones de humedad y temperatura que las piezas de plástico deben soportar durante las aplicaciones. Si bien todos los plásticos mencionados anteriormente son resistentes a los productos químicos, sus límites de estabilidad térmica difieren. Por ejemplo, el PPS y el teflón conservan sus propiedades hasta 200 °C, mientras que el polipropileno las pierde por debajo de 100 °C. A continuación, considere la humedad y el contacto con el agua durante las aplicaciones. Para entornos húmedos, se necesita un plástico con una tasa de absorción de agua mínima.
Resistencia mecánica deseada
Algunas aplicaciones podrían requerir la capacidad de soportar altas tensiones mecánicas y ser químicamente neutrales. En ese caso, elija opciones de alto rendimiento, como el PEEK.
Costo material
El objetivo principal de la selección de materiales es encontrar una solución rentable que ofrezca la funcionalidad y el rendimiento deseados. Por lo tanto, considere el costo de los plásticos que proporcionen el nivel requerido de inercia química y otras propiedades a un precio asequible.
Estabilidad dimensional
En algunas aplicaciones, es crucial garantizar que las piezas de plástico mecanizadas no se hinchen ni se deformen durante el uso. Por lo tanto, identifique el nivel de estabilidad requerido y compruebe qué plástico puede proporcionarlo. Por ejemplo, el PEEK mantiene una excelente estabilidad dimensional cuando sus piezas se utilizan para procesamiento químico a lo largo del tiempo.
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Recapitulación
Los plásticos que hemos analizado en los artículos son conocidos por su alta resistencia química y son ampliamente utilizados para aplicaciones relacionadas con el procesamiento, almacenamiento y transferencia de sustancias químicas. Sin embargo, es necesario garantizar su inercia frente a las sustancias químicas específicas presentes en las aplicaciones. Al mecanizar plásticos resistentes a los productos químicos, es esencial utilizar el tipo correcto de herramientas y variables de mecanizado para evitar la fusión y la deformación.
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Preguntas más frecuentes:
¿Qué plásticos son resistentes a los químicos?
Aunque existen muchos plásticos resistentes a los químicos, el teflón, el PEEK, el PVC, el HDPE y el PP se encuentran entre los más utilizados en la fabricación.
¿El plástico PVC es resistente a los químicos?
Sí, el plástico PVC es químicamente resistente a ácidos, álcalis, disolventes, alcoholes, etc. Esto se debe a las cadenas de polímeros ricas en cloro del PVC.
¿Qué plástico no se derrite con el ácido?
El teflón (PTFE) no se derrite con ácidos. Sin embargo, el PP, el PE, el HDPE y otros también son excelentes plásticos resistentes a los ácidos.
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