Introduktion
Fenol-formaldehydhartserär en familj av härdbara polymera material. När ett fenolhartsmaterial övervägs för kontakt med en kemisk miljö, kan dess lämplighet inte bestämmas enbart utifrån hartsets familjenamn.
I denna artikel används "kemisk resistens" för att beskriva uppmätta förändringar i ett polymerbaserat material efter exponering för en specificerad kemisk miljö. Denna artikel hävdar inte att alla fenolhartser delar en universell resistens mot syror, baser eller lösningsmedel. Ingen sådan universell klassificering gäller för kategorin fenolharts. Avsnitten nedan beskriver principerna för granskning av kemikalieexponeringsdata och den information som bör definieras vid utvärdering av materiallämplighet.
Kort svar
Fenolhartsmaterial kan utvärderas för kemisk beständighet, men ingen universell syra-, alkali- eller lösningsmedelsbeständighet gäller för varje fenolhartsprodukt. Lämplighet bör fastställas för den specifika härdade formuleringen eller färdiga artikeln under definierade exponerings- och testförhållanden. Detta är en materialvalsgräns baserad på behovet av att definiera testobjektet och testvillkoren; det betyder inte att alla fenoliska material fungerar dåligt eller att korrekt matchade resultat inte kan jämföras.
Varför testförhållanden är viktiga
Ett kemikaliebeständigt resultat gäller för det testade materialet och de specificerade exponeringsförhållandena. Det bör inte behandlas som ett universellt värde för en bred polymerfamilj. Resultat erhållna från prover med olika formuleringar, beredningshistorik, konstruktioner eller geometrier bör inte antas vara likvärdiga.
När du granskar ett resultat bör följande test- och provdetaljer identifieras:
- Formuleringsreferens: Resultat erhållna från olika formuleringar bör inte antas vara likvärdiga.
Kemisk identitet och koncentration: Breda kategorier som "syra" eller "lösningsmedel" är otillräckliga; det specifika reagenset och dess koncentration bör identifieras.
- Temperatur och varaktighet: Resultat som erhålls vid olika temperaturer eller efter olika exponeringsperioder bör inte antas vara likvärdiga.
Kontaktläge: Kontaktmetoden bör rapporteras och beaktas vid jämförelse av resultat.
- Mekaniskt spänningstillstånd: Huruvida provet testades under applicerad mekanisk belastning bör registreras.
Ett resultat som erhållits för ett material under en uppsättning exponeringsförhållanden bör inte antas gälla för ett annat material eller en annan uppsättning förhållanden.
Definiera testmaterialet
En utvärdering av kemikalieresistens är meningsfull endast när den fysiska formen av det testade materialet är tydligt identifierad. Olika testobjekt kräver distinkt tolkning:
- Testexemplar av fast plast: En standardiserad kupong, tallrik eller gjuten stång framställd av en härdad formulering.
- Laminerad hartsartad produkt eller ark: Dess konstruktion och provform bör identifieras.
- Färdig artikel eller komponent: Data från en laboratoriekupong ska inte antas representera hela artikeln utan motivering.
- Data erhållna från en fysisk form eller provtyp bör inte generaliseras till olika former eller strukturella konstruktioner.
Där testobjektet är enfenolformaldehydharts, dess tillhandahållna form och härdningstillstånd bör identifieras innan kemisk exponeringsdata tolkas.
Relevanta teststandarder
Två brett refererade standarder tillhandahåller strukturerade ramar för att utvärdera plastmaterials motståndskraft mot kemiska reagenser.
ASTM D543-21, standardpraxis för utvärdering av plasters motståndskraft mot kemiska reagenser, omfattar utvärdering av plastmaterial inklusive gjutna, varmformade, kallgjutna, laminerade hartsprodukter och arkmaterial. Den presenterar procedurer under praxis A (immersionstest) och praxis B (mekanisk belastning och reagensexponering under standardiserade förhållanden för applicerad belastning). Konditioneringsmetoder inkluderar nedsänkning och våtlappsmetoden, beroende på den avsedda användningskontexten. Uppmätta förändringar kan innefatta vikt, dimensioner, utseende, färg, styrka och andra mekaniska egenskaper.
ISO 175:2010, Plast - Testmetoder för bestämning av effekterna av nedsänkning i flytande kemikalier, specificerar metoder för att exponera fasta plastprover, fria från alla yttre begränsningar, för flytande kemikalier och bestämma de resulterande egenskapsförändringarna. Den överväger endast testning genom nedsänkning av hela ytan av testprovet. Det gäller för fast plast i form av plattor, rör, stänger eller ark med en tjocklek över 0,1 mm och är inte tillämplig på cellulära material. Den täcker inte sprickbildning i miljön. De ISO 175-procedurer som beskrivs här gäller fasta plastprover och bör inte presenteras som direkta tester av en ohärdad vätska eller pulverharts.
Jämförelse mellan standarder
ASTM D543-21 noterar att ISO 175 tar upp ämne som liknar praxis A men skiljer sig i tekniskt innehåll, och att resultat erhållna enligt de två standarderna inte kan jämföras direkt. Resultat erhållna från ASTM D543 och ISO 175 procedurer ska inte behandlas som direkt jämförbara.
Ingen av standarderna bevisar att fenolhartser som klass är resistenta mot någon specifik syra, bas eller lösningsmedel. De definierar metoder för att genomföra och rapportera en utvärdering på ett specificerat prov under definierade parametrar.
Hur man granskar data om kemikalieresistens
Vid granskning av kemikalieresistensdata för ingenjörs- eller upphandlingsbeslut är det användbart att verifiera om följande information är dokumenterad. Dessa är praktiska granskningspunkter; de är inte alla mandat av ASTM D543-21 eller ISO 175:2010. Acceptanskriterier definieras vanligtvis av tillämplig specifikation, kund eller projekt.
- Materialidentifiering: Hartstyp, formuleringsreferens, härdningstillstånd och provbeskrivning.
- Kemisk miljö: Exakt kemisk identitet och koncentration.
- Exponeringsförhållanden: Exponeringstemperatur och total varaktighet.
- Kontaktläge: Nedsänkning, våtlappsmetoden som definieras av ASTM D543-21, eller annat identifierat tillstånd.
- Stresstillstånd: Ostressad eller testad enligt förfarandet för applicerad påkänning som beskrivs i ASTM D543-21 Practice B.
- Teststandard: Refererad standard och procedur, såsom ASTM D543-21 Practice A eller ISO 175:2010.
- Uppmätta egenskaper: Förändringar i massa, dimensioner, utseende, färg eller mekanisk styrka.
- Acceptanskriterier: Tröskelvärden som definierar acceptabel eller oacceptabel prestanda för den avsedda tjänsten, enligt det tillämpliga kravet.
Ett generiskt påstående som "resistent mot kemikalier" utan dessa stödjande parametrar ger en otillräcklig grund för materialval.
Teknisk förfrågan
När du begär kemisk resistensdata eller utvärderar ett fenolhartsmaterial för en specifik tillämpning, tillhandahåller följande information till stöd för en relevant datagranskning. Tillämplig testmetod, nödvändig dokumentation och acceptanskriterier bör identifieras för den specifika förfrågan.
Materialform: Härdat kåda, formmassa, laminat, komposit eller färdig artikel.
- Formuleringsdetaljer: Förstärkningar, fyllmedel eller tillsatssystem, där tillämpligt.
- Kemiskt reagens: Specifik kemisk identitet och koncentration.
- Exponeringstemperatur: Avsedd användningstemperaturområde, där det är relevant.
- Exponeringslängd: Total tid och om exponeringen är kontinuerlig eller intermittent.
- Kontaktläge: Avsedda kontaktförhållanden, såsom nedsänkning, stänk eller spill, så att en tillämplig testprocedur kan väljas.
- Mekanisk påfrestning: Förekomst och karaktär av servicepåfrestningar.
- Prov- eller komponentgeometri: Relevanta mått och yttillstånd.
- Acceptanskriterier: Tillåtna ändringar i massa, dimensioner, utseende eller mekaniska egenskaper för den avsedda tjänsten.
Därfenolharts för kompositmaterialär under övervägande, bör kemikalieresistensdata genereras för det relevanta härdade kompositsystemet snarare än att enbart härledas från hartsets familjenamn.
Slutsats
Fenolhartsmaterial kan utvärderas för kemisk resistens, men de resulterande data är meningsfulla endast när materialform, kemisk miljö, exponeringsförhållanden och testmetod är explicit definierade. Ingen universell klassificering av syra-, alkali- eller lösningsmedelsbeständighet gäller för kategorin fenolharts. Lämplighet för en målapplikation bör fastställas med hjälp av data som genererats från den specifika härdade formuleringen eller färdiga artikeln under servicerepresentativa förhållanden.
Referenser
- ASTM International. (2021). ASTM D543-21, standardpraxis för utvärdering av plasters motståndskraft mot kemiska reagenser.https://doi.org/10.1520/D0543-21
- Internationella standardiseringsorganisationen. (2010). ISO 175:2010, Plast - Testmetoder för bestämning av effekterna av nedsänkning i flytande kemikalier (3:e upplagan).https://www.iso.org/standard/55483.html