Chemisch bestendige kunststoffen
Toepassingen waarbij sprake is van blootstelling aan agressieve chemicaliën (zuren, basen en oplosmiddelen) vereisen chemisch bestendige materialen; kunststoffen zoals PPS PTFE is een van de beschikbare opties. Hoewel niet alle kunststoffen inert zijn ten opzichte van agressieve omgevingen, vertonen sommige een uitstekende weerstand en voorkomen ze corrosie en degradatie, waardoor de dimensionale stabiliteit van het mechanische systeem, de apparatuur of het product behouden blijft.
Bij CNC-bewerking zijn PTFE, PEEK, PVC, HDPE, PPS en PP de meest voorkomende materialen. chemisch bestendige kunststoffen, gebruikt als grondstof voor de productie van diverse onderdelen en producten.
In de volgende paragrafen worden zes soorten chemicaliënbestendige kunststoffen nader toegelicht en worden aandachtspunten gegeven bij het kiezen van de juiste variant.
1. Polytetrafluorethyleen (PTFE) of Teflon-kunststof
Teflon-plastic
U bent vast wel bekend met Teflon, een materiaal dat vaak als antiaanbaklaag in kookgerei wordt gebruikt. Het heeft echter veel meer toepassingen, van industriële lagers tot chemische laboratoriuminstrumenten.
Polytetrafluorethyleen (PTFE, ook bekend als Teflon) bestaat uit een sterke covalente koolstof-fluor (CF)-binding en een koolstof-koolstof (CC)-binding, wat resulteert in een robuuste structuur, lage wrijving en uitstekende chemische inertheid. Hierdoor behoudt Teflon zijn dimensionale en fysieke stabiliteit tot 200 tot 200 °C. 260 ° CDaarna begint het te ontbinden.
De zuurbestendigheid van Teflon wordt als universeel beschouwd, omdat het bestand is tegen vrijwel alle sterke zuren, evenals tegen basen en oplosmiddelen.
Bewerkingseigenschappen: Teflon is gemakkelijk te bewerken vanwege de lage wrijving. Scherpe hardmetalen gereedschappen met een lage snijkracht worden aanbevolen.
Wanneer te gebruiken: Bekledingen, afdichtingen, kleppen, lagers en onderdelen voor chemische verwerking.
2. Polyetheretherketon (PEEK) kunststof
PEEK-kunststofmaterialen
PEEK is een hoogwaardig en duurzaam plastic dat thermische stabiliteit biedt tot 170 °C, een hoge vermoeiingssterkte, slijtvastheid, stijfheid, een lage wrijvingscoëfficiënt en weerstand tegen agressieve chemicaliën.
De interne structuur van PEEK-kunststof Het betreft een semi-kristallijne en lineaire keten met benzeenringen (-⌬-), etherbindingen (-O-) en ketonen (C=O). Het is neutraal ten opzichte van een breed scala aan chemicaliën en corrodeert niet na verloop van tijd.
PEEK is daardoor bestand tegen matig geconcentreerde zuren, oxiderende zuren, sterke basen, organische oplosmiddelen en stoom. Afhankelijk van uw toepassing kunt u ongevulde, met gas gevulde, FDA-conforme en andere specifieke vormen van PEEK gebruiken.
Bewerkingseigenschappen: Goede bewerkbaarheid; stijf gereedschap met lage snelheden en gematigde voedingen wordt aanbevolen.
Wanneer te gebruiken: Wanneer een evenwicht vereist is tussen chemische bestendigheid, structurele sterkte en mechanische prestaties. Bijvoorbeeld bij behuizingen voor elektronica, medische apparatuur, lichtgewicht vliegtuigonderdelen en harde verpakkingsproducten.
3. Polyvinylchloride (PVC) kunststof
PVC-bewerkingskunststof
PVC is een andere chemisch bestendige kunststof die relatief kosteneffectief is. Sterker nog, het is de op twee na meest gebruikte kunststof ter wereld, na polypropyleen en polyethyleen.
Het biedt een hoge treksterkte, stijfheid, duurzaamheid, is gemakkelijk te verlijmen en te verbinden, eenvoudig te bewerken, bestand tegen scheuren en slijtage, antibacterieel en beschikt over andere nuttige eigenschappen. Daardoor is de chemische bestendigheid van PVC uitstekend, met uitzondering van sommige sterke oxidatiemiddelen en bepaalde oplosmiddelen.
Bewerkingseigenschappen: Voor nauwkeurige bewerkingen wordt HSS/hardmetalen gereedschap met een lage voedingssnelheid aanbevolen.
Wanneer te gebruiken: Wanneer een gemiddelde chemische bestendigheid vereist is en betaalbaarheid een belangrijke factor is. Enkele toepassingsvoorbeelden zijn leidingen, componenten voor chemische processen, onderdelen van rioleringssystemen en kasten in chemische fabrieken.
4. Polyethyleen met hoge dichtheid (HDPE) kunststof
HDPE-materialen
HDPE is een flexibele en duurzame thermoplast die een hoge weerstand biedt tegen verdunde zuren, basen en alcoholen, maar een lage thermische stabiliteit heeft (~80–100 °C). Andere eigenschappen zijn minimale vocht- en waterabsorptie, een laag gewicht en een hoge stijfheid.
De sterke chemische bestendigheid van HDPE is te danken aan de zeer stabiele polymeerketens die worden gevormd door de polymerisatie van ethyleengas in aanwezigheid van chroom of een Ziegler-Natta-katalysator.
Bewerkingseigenschappen: Omdat HDPE een zachte kunststof is, wordt gereedschap van HSS/hardmetaal met lage snijkrachten aanbevolen.
Wanneer te gebruiken: Toepassingen bij lage temperaturen waarbij slagvastheid en chemische neutraliteit van belang zijn. Enkele voorbeelden van toepassingen zijn chemische bekledingen, transportbanden voor de voedingsmiddelenindustrie, componenten voor afvalwaterzuivering en beschermkappen voor industriële machines.
5. Polyfenyleensulfide (PPS) kunststof
PPS-kunststof
Dit semi-kristallijne en dichte plastic is neutraal ten opzichte van vrijwel alle gangbare zuren, basen, oplosmiddelen en brandstoffen.
De interne structuur van PPS Het betreft covalente bindingen tussen zwavel- en benzeenringen, waardoor een lange en stabiele polymeerketen ontstaat. Hierdoor is PPS stabiel onder hoge mechanische spanning, blootstelling aan agressieve chemicaliën en verhoogde temperaturen (tot circa 220 °C).
Het wordt vaak beschouwd als een betaalbare optie. PEEK Een alternatief voor toepassingen bij lage temperaturen die een hoge chemische bestendigheid en uitstekende mechanische eigenschappen vereisen.
Bewerkingseigenschappen: Matige tot uitstekende bewerkbaarheid, dimensionale stabiliteit en geschikt voor bewerkingen met nauwe toleranties. Gebruik scherpe hardmetalen gereedschappen met een matige snijsnelheid en langzame voeding.
Wanneer te gebruiken: Constante chemische bestendigheid, zelfs bij temperatuurschommelingen. Enkele bekende toepassingsvoorbeelden zijn tanks voor chemische processen en aanverwante componenten, pijpflenzen, kunstmestfabrieken, opslag van chemicaliën en waterzuiveringsinstallaties.
6. Polypropyleen (PP) kunststof
PP-kunststof materiaal
Polypropyleen reageert niet met chemicaliën (zuren, basen, alcoholen, aldehyden, ketonen, enz.) en blijft stabiel tot 80-100 °C, terwijl het smeltpunt ongeveer 170 °C is. Bovendien heeft PP-plastic een minimale waterabsorptie (<0.01%).
De interne structuur van polypropyleen bestaat uit lange propyleenmonomeerketens –(CH2–CH(CH3))n–. De dichte koolwaterstofgroepen, de strak opeengepakte ketens en de afwezigheid van polaire groepen maken PP zeer resistent tegen chemicaliën.
Bewerkingseigenschappen: Zacht en bewerkbaar, maar gevoeliger voor hitte vanwege het lage smeltpunt. Gebruik standaard hardmetalen gereedschap.
Wanneer te gebruiken: Chemisch blootgestelde verdeelstukken, nauwkeurige buizen en fittingen, olie- en gascomponenten, medische apparaten, consumentengoederen en industriële tanks.
Probeer Prolean nu!
Factoren die de chemische bestendigheid van kunststoffen beïnvloeden
De chemische bestendigheid van kunststoffen wordt beïnvloed door diverse factoren, zoals de aanwezigheid van additieven en vulstoffen, de blootstellingstijd, de temperatuur en concentratie van de chemicaliën en mechanische belasting.
Onderstaande lijst geeft een overzicht van de gemeenschappelijke factoren:
- Toevoegingen in de samenstelling: De aanwezigheid van weekmakers, vlamvertragers en andere vulstoffen beïnvloedt de weerstand, waardoor deze zowel verbeterd als verzwakt kan worden.
- Temperatuur: Als plastic wordt gebruikt bij de verwerking of opslag van chemicaliën bij hoge temperaturen, neemt de weerstand van het plastic af.
- Aanwezigheid van stress: Als het kunststofonderdeel wordt blootgesteld aan zware mechanische spanning en langdurige chemische invloeden, ontstaan er microbarsten, waardoor de chemische bestendigheid afneemt.
- Blootstellingstijd: Langdurige blootstelling aan hoge concentraties chemicaliën vermindert de chemische weerstand.
- Chemische absorptie: IAls plastic een hogere chemische absorptieverhouding heeft, vermindert dit de weerstand.
Beste praktijken voor het behoud van chemische bestendigheid
We hebben besproken welke factoren de chemische bestendigheid van kunststoffen beïnvloeden. Laten we nu eens kijken hoe je die bestendigheid kunt behouden, zoals beschreven in de onderstaande lijst.
- Kies het juiste type kunststof en breng coatings aan die zijn afgestemd op de specifieke chemische blootstellingsomstandigheden.
- Houd de temperatuur en druk binnen de gespecificeerde grenzen om te voorkomen dat de chemische bestendigheid in gevaar komt.
- Voer regelmatig inspecties uit en waarborg het weerstandsniveau door middel van niet-destructieve tests.
- Overweeg het aanbrengen van verf, coatings of oppervlaktebehandelingen om de chemische bestendigheid van kunststof verder te verbeteren.
Hoe kies je het juiste chemisch bestendige plastic voor CNC-bewerking?
Het juiste chemisch bestendige materiaal kiezen voor Kunststof CNC-bewerking Dit vereist diverse belangrijke overwegingen, waaronder de eisen voor het eindgebruik, de operationele luchtvochtigheid en thermische belasting, de materiaalkosten en de dimensionale stabiliteit.
Laten we elk van deze overwegingen nader toelichten.
Inschrijvingsvoorwaarden
Identificeer eerst de specifieke chemicaliën en hun concentraties waartegen het plastic bestand moet zijn voor de gewenste toepassing en prestaties. Als u sterke zuren of oplosmiddelen wilt opslaan, gebruik dan plastic met een semi-kristallijne structuur. Raadpleeg vervolgens de "Tabel met chemische bestendigheid van plastic" om te controleren of het gekozen plastic compatibel is met de chemicaliën waarmee het in contact komt tijdens de toepassing.
Vochtigheid en temperatuur
Houd rekening met de schommelingen in luchtvochtigheid en temperatuur waaraan kunststof onderdelen tijdens gebruik moeten kunnen weerstaan. Hoewel alle bovengenoemde kunststoffen bestand zijn tegen chemicaliën, hebben ze verschillende grenzen wat betreft thermische stabiliteit. Zo behouden PPS en Teflon hun eigenschappen tot 200 °C, terwijl polypropyleen zijn eigenschappen verliest onder de 100 °C. Denk vervolgens aan het contact met vocht en water tijdens de toepassing. Voor vochtige omgevingen heb je plastic nodig met een minimale waterabsorptie.
Gewenste mechanische sterkte
Sommige toepassingen vereisen een hoge mechanische belasting in combinatie met chemische neutraliteit. Kies in dat geval voor hoogwaardige opties, zoals PEEK.
Materiaalkosten
Het voornaamste doel van materiaalselectie is het vinden van een kosteneffectieve oplossing die de gewenste functionaliteit en prestaties levert. Houd daarom rekening met de kosten van kunststoffen die de vereiste mate van chemische inertheid en andere eigenschappen bieden tegen een betaalbare prijs.
Dimensiestabiliteit
In sommige toepassingen is het cruciaal dat bewerkte kunststofonderdelen tijdens gebruik niet uitzetten of vervormen. Bepaal daarom de vereiste mate van stabiliteit en controleer welke kunststof daaraan kan voldoen. PEEK behoudt bijvoorbeeld een uitstekende dimensionale stabiliteit wanneer de onderdelen ervan gedurende langere tijd worden gebruikt voor chemische processen.
Probeer Prolean nu!
Tabel met chemische bestendigheid van kunststoffen
Het is een systematische tabel met kunststofmaterialen en hun weerstand tegen verschillende soorten chemicaliën. Ontwerpers, ingenieurs en fabrikanten raadplegen deze tabel om te bepalen of een kunststofmateriaal bestand is tegen specifieke chemicaliën.
De tabellen geven ook de mate van bestendigheid aan en voor welke chemicaliën kunststoffen niet geschikt zijn. Je kunt deze tabel ook gebruiken als hulpmiddel bij het kiezen van een chemisch bestendige kunststof voor bewerking.
Je kunt de “ downloadenTabel met chemische bestendigheid van kunststoffen"Hier en gebruik het voor uw algemene materiaalselectie."
Lees verder:
Opsommen
De kunststoffen die we in de artikelen hebben besproken, staan allemaal bekend om hun hoge chemische bestendigheid en worden veelvuldig gebruikt voor toepassingen in de chemische verwerking, opslag en transport. Het is echter belangrijk om te controleren of ze inert zijn ten opzichte van de specifieke chemicaliën die in de toepassingen worden gebruikt. Bij het bewerken van chemisch bestendige kunststoffen is het essentieel om het juiste gereedschap en de juiste bewerkingsvariabelen te gebruiken om smelten en vervorming te voorkomen.
Bent u op zoek naar CNC-gefreesde onderdelen en producten gemaakt van...? Chemisch bestendige kunststofplaten, -blokken, -staven of -strips? Bij ProleanTech bieden we meer dan 20 kunststofopties waaruit u kunt kiezen, afgestemd op uw specifieke toepassingsbehoeften. CNC-bewerkingsservices Alles is inbegrepen, van materiaalkeuze en DFM-feedback tot productie en oppervlakteafwerking. Upload dus uw ontwerp en vraag een offerte aan om het project te starten.
Veelgestelde vragen:
Welke kunststoffen zijn chemisch bestendig?
Hoewel er veel chemisch bestendige kunststoffen bestaan, behoren Teflon, PEEK, PVC, HDPE en PP tot de meest gebruikte in de industrie.
Is pvc-plastic bestand tegen chemicaliën?
Ja, pvc-plastic is chemisch bestand tegen zuren, basen, oplosmiddelen, alcoholen, enz. Dit komt door de chloorrijke polymeerketens van pvc.
Welke kunststof smelt niet door zuur?
Teflon (PTFE) plastic smelt niet door zuren. PP, PE, HDPE en andere plastics zijn echter ook uitstekend bestand tegen zuren.
0 reacties