Ekstrudirani polietilen održava svoj strukturni integritet kada je izložen kiselinama, bazama, alkoholima i većini organskih otapala zahvaljujući svojoj ne-polarnoj molekularnoj strukturi. Ova kemijska inertnost proizlazi iz polimerne jednostavne ugljično-vodikove okosnice, kojoj nedostaju reaktivna mjesta koja agresivne kemikalije obično napadaju.
Polimerov obrambeni mehanizam funkcionira drugačije nego što biste očekivali. Umjesto da stvara zaštitne barijere ili neutralizira prijetnje, polietilen jednostavno ne nudi ništa s čime bi većina kemikalija reagirala. Njegovi dugi lanci ugljikovih atoma vezanih za vodik stvaraju molekularnu strukturu toliko kemijski stabilnu da jake kiseline i baze prolaze preko nje bez učinka.
Molekularni temelj kemijske otpornosti ekstrudiranog polietilena
Kemijska otpornost ekstrudiranog polietilena proizlazi iz njegove temeljne strukture: ponavljajuće jedinice etilena (C₂H₄) polimerizirane u duge ugljikovodične lance. Većina vrsta LDPE, MDPE i HDPE ima izvrsnu kemijsku otpornost, što znači da ih ne napadaju jake kiseline ili jake baze i otporni su na nježne oksidante i redukcijske agense.
Odsutnost polarnih funkcionalnih skupina objašnjava ovu izvanrednu stabilnost. Za razliku od polimera s esterskim vezama, amidnim vezama ili hidroksilnim skupinama, polietilen ima čisto ugljikovodičnu površinu. Polietilen (LDPE i HDPE) je kompatibilan s većinom kemikalija i može se oduprijeti jakim kiselinama, bazama, redukcijskim sredstvima i blagim oksidansima. Kemijski napadi zahtijevaju reaktivna mjesta, a jednostavna struktura polietilena pruža ih vrlo malo.
Crystallinity amplifies this inherent resistance. The polymer exists as a semi-crystalline material where ordered crystalline regions alternate with disordered amorphous zones. HDPE is more rigid due to high crystallinity (>90%) i pokazuje žilavost na niskim temperaturama. Kristalne domene zbijene su dovoljno čvrsto da većina kemijskih molekula ne može prodrijeti, dok su amorfne regije, iako pristupačnije, još uvijek otporne na napad zbog ne-polarne prirode lanaca.
Varijacije gustoće među vrstama polietilena odražavaju različite stupnjeve grananja i kristalnosti. Polietilen visoke{1}}gustoće (HDPE) ima minimalno grananje i kristalnost koja prelazi 60-80%, stvarajući gušću, nepropusniju strukturu. Polietilen niske gustoće (LDPE) sadrži više točaka grananja i pokazuje kristalnost oko 50-60%, nudeći malo drugačije karakteristike kemijske otpornosti na povišenim temperaturama.
Kategorije performansi kemijske otpornosti
Imunološka klasa: Sveobuhvatna otpornost
PE ostaje praktički nepromijenjen prema kiselinama, bazama, alkoholima i većini organskih otapala, što ga čini idealnim za primjene koje uključuju izloženost kemikalijama, a ova se otpornost proteže na uobičajene poljoprivredne kemikalije i industrijska sredstva za čišćenje.
Kiseline u cijelom pH spektru pokazuju minimalnu interakciju s polietilenom. Koncentrirana sumporna kiselina, klorovodična kiselina u različitim koncentracijama i fosforna kiselina održavaju cjelovitost polietilena na sobnoj temperaturi. Nedostatak bazičnih mjesta u polimeru sprječava protonaciju, dok nedostatak grupa koje se lako oksidiraju blokira razgradnju-kataliziranu kiselinom.
Baze na sličan način ne uspijevaju napasti strukturu. Otopine natrijevog hidroksida, kalijevog hidroksida i amonijevog hidroksida u visokim koncentracijama dolaze u dodir s polietilenom bez izazivanja bubrenja, pucanja ili gubitka mehaničkih svojstava. Odsutnost kiselih atoma vodika ili esterskih veza eliminira primarne mehanizme putem kojih baze tipično razgrađuju polimere.
Alkoholi od metanola preko varijanti veće molekularne težine pokazuju izvrsnu kompatibilnost. Ova polarna otapala, koja lako napadaju mnoge inženjerske plastike, minimalno stupaju u interakciju s ne-polarnom površinom polietilena. Ova se otpornost proteže na glikole i poliole koji se obično susreću u industrijskoj preradi.
Ranjiva zona: sredstva za bubrenje i plastifikatori
Ne ostavljaju sva izlaganja kemikalijama polietilen nepromijenjenim. Određena organska otapala stupaju u interakciju s polimerom putem fizičkih, a ne kemijskih mehanizama. Određene vrste kemikalija polietilen apsorbira u različitim stupnjevima uzrokujući bubrenje, povećanje težine, omekšavanje i određeni gubitak granice tečenja, iako ti materijali za plastificiranje ne uzrokuju stvarnu kemijsku degradaciju smole.
Aromatski ugljikovodici predstavljaju najznačajniju klasu sredstava za bubrenje. Benzen, toluen i ksilen prodiru u amorfna područja ekstrudiranog polietilena, uzrokujući promjene dimenzija i svojstava. Aromatični ugljikovodici poput benzena imaju snažan učinak plastificiranja, dok drugi poput benzina imaju slabiji učinak. Proces apsorpcije ostaje reverzibilan - uklanjanje otapala omogućuje polimeru da se vrati na svoje izvorne dimenzije s netaknutim svojstvima.
Klorirana otapala poput metilen klorida i kloroforma proizvode slične učinke bubrenja. Ovi penetranti difundiraju u amorfna područja, povećavajući slobodni volumen između polimernih lanaca. Interakcija ne prekida kemijske veze, ali privremeno mijenja mehanička svojstva fizičkim premještanjem.
Alifatski ugljikovodici pokazuju srednje ponašanje ovisno o molekulskoj masi. Alkani niže molekularne težine mogu uzrokovati lagano bubrenje, dok teže frakcije nafte minimalno međusobno djeluju. Benzin i dizelska goriva proizvode umjerene učinke koji variraju ovisno o temperaturi i trajanju izloženosti.
Reverzibilna priroda plastifikacije razlikuje je od degradacije. Određeni plastifikatori su dovoljno hlapljivi da ako se uklone iz kontakta s polietilenom, dio će se "osušiti" i vratiti u prvobitno stanje bez gubitka svojstava. Ova karakteristika omogućuje polietilenskim komponentama da povrate funkcionalnost nakon završetka izlaganja otapalu, iako dimenzijska nestabilnost tijekom kontakta može ograničiti neke primjene.
Kritična iznimka: oksidirajuća sredstva
Oksidanti su jedina skupina materijala koja može kemijski razgraditi polietilen. Za razliku od fizičkih interakcija sredstava za bubrenje ili ne-interakcija kiselina i baza, oksidanti pokreću prave kemijske reakcije koje trajno mijenjaju strukturu polimera.
Jaka oksidacijska sredstva napadaju ekstrudirani polietilen putem mehanizama slobodnih radikala. Jači oksidansi poput ozona ili plinovitog klora mogu uzrokovati oksidaciju i raspad polimernog lanca tijekom vremena, osobito kada su izloženi povišenim temperaturama. Proces oksidacije počinje oduzimanjem vodika iz polimerne okosnice, stvarajući radikalna mjesta koja se šire reakcijama cijepanja lanca i unakrsno-vezivanja.
Dušična kiselina u visokim koncentracijama pokazuje ovaj oksidativni napad. Plastični HDPE može tolerirati blage oksidante poput vodikovog peroksida u niskim koncentracijama (ispod 30%) uz malu ili nikakvu degradaciju, ali jači oksidansi poput ozona ili plinovitog klora mogu uzrokovati prekid lanca. Kombinacija kiselosti i oksidacijske moći stvara uvjete u kojima polietilen postupno žuti, postaje krt i gubi mehaničku čvrstoću.
Klorirana voda predstavlja praktično važnu oksidativnu sredinu. Ekstrudirani polietilen je osjetljiv na oksidativnu degradaciju kada je izložen kloriranoj vodi, s mehaničkim kvarom PE cijevi ovisno o svojstvima materijala, tlaku, temperaturi, pH vode, slobodnoj dostupnoj koncentraciji klora i vremenu izlaganja. Koncentracije za pročišćavanje komunalne vode rijetko uzrokuju brzi kvar, ali dugo-izlaganje tijekom godina može akumulirati štetu.
Otopine permanganata, kromne kiseline i jake koncentracije peroksida pokreću sličnu oksidativnu razgradnju. Brzina ovisi o koncentraciji, temperaturi i stupnju polimera. Visoka kristalnost HDPE-a pruža određenu zaštitu ograničavanjem prodora oksidansa na područja površine, dok otvorenija struktura LDPE-a omogućuje dublji prodor.
Temperatura kao modifikator otpora
Ocjene kemijske otpornosti univerzalno uključuju specifikacije temperature jer toplinska energija iz temelja mijenja kinetiku interakcije. Standardne tablice otpora obično prikazuju ponašanje na 70 stupnjeva F (21 stupanj ) i 140 stupnjeva F (60 stupnjeva ), odražavajući praktični temperaturni raspon za većinu primjena polietilena.
Radni temperaturni raspon za HDPE cijevi obično je od -40 stupnjeva F (-40 stupnjeva ) do 140 stupnjeva F (60 stupnjeva ), pri čemu se toplinska degradacija i strukturni gubitak počinju događati iznad 140 stupnjeva F za standardni HDPE. Ova gornja granica ne predstavlja taljenje - HDPE se tali između 248-266 stupnjeva F - već temperaturu na kojoj mehanička svojstva degradiraju i kemijski napad se ubrzava.
Rastuća temperatura povećava molekularnu pokretljivost, omogućujući kemikalijama veću dubinu prodiranja. Otapala koja uzrokuju manje bubrenje na sobnoj temperaturi mogu uzrokovati značajne promjene dimenzija na povišenim temperaturama. Kiseline i baze koje ne pokazuju učinak na hladnom mogu početi napadati na temperaturama obrade. Neke kemikalije različito reagiraju s PE-om na različitim temperaturama, pri čemu viša toplina potencijalno ubrzava razgradnju.
Stope oksidacije slijede Arrheniusovu kinetiku, približno se udvostručujući za svakih 10 stupnjeva povećanja. Klorirana voda kojoj bi mogle trebati godine da razgradi polietilen na sobnoj temperaturi može uzrokovati kvar za nekoliko mjeseci na 60 stupnjeva. Ova temperaturna ovisnost objašnjava zašto vodovodni sustavi za toplu vodu određuju umreženi polietilen (PEX) umjesto standardnog HDPE-a.
Mehaničko naprezanje povećava toplinske učinke kroz pucanje uzrokovano naprezanjem u okolišu. Komponente pod stalnim opterećenjem pokazuju smanjenu kemijsku otpornost u usporedbi s nenapregnutim uzorcima. Kombinacija vlačnog naprezanja, povišene temperature i granične kemijske kompatibilnosti stvara uvjete za ubrzani slom.
Kako ekstrudirani polietilen podnosi industrijsku kemijsku izloženost
Anorganski spojevi
Ekstrudirani polietilen podnosi većinu anorganskih soli s iznimnom stabilnošću. Otopine natrijevog klorida, kalcijevog klorida, aluminijevog sulfata i amonijevog nitrata u bilo kojoj koncentraciji ne pokazuju štetne učinke. HDPE se obično koristi u sustavima gospodarenja poljoprivrednim otpadom zbog svoje kemijske stabilnosti i otpornosti na koroziju, učinkovito rukujući poljoprivrednim otpadom i istovremeno sprječavajući onečišćenje okoliša.
Metalni hidroksidi od litija do cezija pokazuju punu kompatibilnost. Ova izrazito bazična rješenja, koja brzo napadaju mnoge inženjerske materijale, ostavljaju polietilen nepromijenjenim. Vapneni mulj, kaustična soda u komercijalnim koncentracijama i otopine kalijevog hidroksida mogu se skladištiti na neodređeno vrijeme.
Halogene soli uključujući natrijev hipoklorit (izbjeljivač) u tipičnim koncentracijama pokazuju prihvatljivu kompatibilnost, iako učinak ovisi o formulaciji. Sustav OR-1000 zadržava svoja svojstva istezanja tijekom vremena u prisutnosti teških oksidirajućih kemikalija poput natrijevog hipoklorita, s performansama koje su superiornije od drugih HDPE materijala. Standardne vrste HDPE otporne su na koncentracije izbjeljivača u kućanstvu, dok specijalizirane formulacije podnose oksidante industrijske snage.
Organske kemikalije u proizvodnji
Otpornost HDPE-a na kemikalije čini ga prikladnim za isporuku gnojiva i pesticida kroz sustave fertirigacije, koji kombiniraju navodnjavanje i gnojidbu u jedan proces. Otopine gnojiva koje sadrže ureu, amonijev nitrat i fosfate pokazuju potpunu kompatibilnost u svim rasponima koncentracija.
Formulacije pesticida uvelike se razlikuju po kemijskom sastavu, ali većina pokazuje prihvatljivu kompatibilnost s polietilenom. Aktivni sastojci otopljeni u vodi ili uljnim nosačima obično ne napadaju strukturu polimera. Emulgatori i surfaktanti koji se koriste u poljoprivrednim pripravcima mogu uzrokovati blage površinske učinke bez promjena svojstava u masi.
Naftni proizvodi od benzina do teških loživih ulja proizvode učinke plastifikacije o kojima smo govorili ranije. Biodizel i konvencionalna dizelska goriva apsorbira amorfna faza polu-kristalnog HDPE-a i inducira učinak plastifikacije koji modificira molekularnu mobilnost i svojstva popuštanja. Skladištenje goriva zahtijeva razmatranje bubrenja i propusnosti, posebno za lakše frakcije.
Sredstva za čišćenje predstavljaju mješovitu kompatibilnost. Alkalna sredstva za čišćenje, deterdženti i otopine surfaktanata općenito dobro funkcioniraju. Sredstva za čišćenje na bazi-otapala koja sadrže aromatske ili klorirane spojeve zahtijevaju testiranje kompatibilnosti. Kvarterni amonijevi spojevi koji se koriste kao sredstva za dezinfekciju pokazuju izvrsnu kompatibilnost u rasponima koncentracija.
Obrana od putova višestruke izloženosti
Kemijsko izlaganje događa se različitim putovima, od kojih svaki različito izaziva djelovanje materijala. Uranjanje predstavlja najagresivnije stanje, s kemijskim kontaktom preko cijele površine pod hidrostatskim pritiskom koji prisiljava penetraciju. Ispitivanje kemijske otpornosti obično uključuje plastične ispitne uzorke uronjene 60 dana u ispitivanu tvar bez mehaničkog naprezanja, s ocjenom vlačnih svojstava prije i nakon izlaganja.
Kontakt prskanjem i raspršivanjem stvara povremenu izloženost s razdobljima sušenja između događaja. Ovo kruženje može opteretiti materijale drugačije od stalnog uranjanja, osobito za hlapljiva otapala koja isparavaju ostavljajući ostatke. Polietilen dobro podnosi uvjete prskanja jer njegova kemijska otpornost ne ovisi o površinskom kondicioniranju ili zaštitnim slojevima.
Izloženost parama minimalno utječe na polietilen za većinu kemikalija. Nepropusnost polimera za vodenu paru proteže se na mnoge organske pare, iako aromatska otapala mogu sporo prodirati. Industrijska ventilacija obično održava koncentracije pare ispod razine koja uzrokuje značajnu apsorpciju.
Debljina stijenke utječe na otpor kroz duljinu difuzijskog puta. Deblje komponente dulje se odupiru prodiranju, iako im također treba dulje da desorbiraju apsorbirane kemikalije. Debljina, opterećena područja i uvjeti obrade čimbenici su koji utječu na konačnu otpornost smole, stoga je jedini način za procjenu otpornosti konačnog proizvoda simulacija stvarne situacije.
Odabir stupnja za kemijska okruženja
Izbor između LDPE, MDPE i HDPE ovisi o balansiranju kemijske otpornosti s mehaničkim zahtjevima. HDPE je poznat po svom visokom omjeru -na-gustoće, s gustoćom u rasponu od 930 do 970 kg/m³, ima jače međumolekularne sile i vlačnu čvrstoću (38 MPa) u usporedbi s LDPE-om (21 MPa).
HDPE pruža maksimalnu kemijsku otpornost kroz svoju visoku kristalnost i gustoću. Čvrsto zbijena struktura ograničava prodor kemikalija i pruža vrhunsku otpornost na pucanje pod utjecajem okoliša. Primjene koje uključuju jake kemikalije, povišene temperature ili mehanički stres favoriziraju HDPE.
LDPE nudi prednosti tamo gdje je fleksibilnost važnija od maksimalne otpornosti. Njegova niža kristalnost omogućuje veće istezanje i otpornost na udarce pri niskim temperaturama. LDPE je prirodno vrlo fleksibilan bez dodavanja plastifikatora i topi se na relativno niskoj temperaturi (85 stupnjeva), dok ostaje kemijski inertan s jakim oksidirajućim sredstvima koja na kraju uzrokuju oksidaciju i krtost.
MDPE zauzima srednje mjesto, kombinirajući umjerenu kristalnost s uravnoteženim mehaničkim svojstvima. Pruža bolju otpornost na pukotine od naprezanja od HDPE-a, a istovremeno nudi superiornu kemijsku otpornost u usporedbi s LDPE-om. MDPE ima dobra svojstva otpornosti na udarce i padove i manje je{2}}osjetljiv na zareze od HDPE-a, s boljom{3}}otpornošću na pucanje.
Umreženi polietilen (PEX) proširuje učinkovitost u režimima viših temperatura. PEX se proizvodi umrežavanjem HDPE ili LDPE kako bi se poboljšala toplinska i kemijska otpornost, s poboljšanom temperaturnom otpornošću i fleksibilnošću koja se koristi u vodovodima za distribuciju tople i hladne vode. Proces-unakrsnog povezivanja stvara kemijske veze između polimernih lanaca, sprječavajući protok na povišenim temperaturama uz održavanje kemijske otpornosti.
Prava-svjetska izvedba u zahtjevnim aplikacijama
Rukovanje poljoprivrednim kemikalijama
HDPE cijevi su otporne na širok raspon kemikalija uključujući gnojiva, pesticide i druge poljoprivredne kemikalije koje mogu oštetiti različite vrste materijala za cjevovode. Rasipači gnojiva, oprema za prskanje i spremnici za skladištenje kemikalija oslanjaju se na sposobnost polietilena da se nosi s korozivnim smjesama.
Bezvodni amonijak, jedna od najzahtjevnijih kemikalija u poljoprivredi, zahtijeva specijalizirane materijale. Dok polietilen pokazuje dobru kompatibilnost, detalji primjene su važni. Skladištenje pod tlakom na niskim temperaturama opterećuje polimer drugačije od okolnih otopina. Brtvila, priključci i točke naprezanja zahtijevaju posebnu pozornost.
Formulacije herbicida koje sadrže 2,4-D, glifosat i dikambu pokazuju izvrsnu kompatibilnost. Ovi aktivni sastojci u raznim nosačima rijetko napadaju polietilen. Spremnici od 50 galona do nekoliko tisuća galona koriste konstrukciju od rotacijsko lijevanog polietilena.
Industrijsko skladištenje kemikalija
Spremnici i spremnici HDPE naširoko se koriste za skladištenje opasnih kemikalija zbog svoje izvrsne kemijske otpornosti i nepropusnosti. Aplikacije za masovno skladištenje iskorištavaju polietilensku kombinaciju otpornosti,-cijenovne učinkovitosti i mogućnosti obrade.
Skladištenje kiseline od sumporne do klorovodične u industrijskim koncentracijama ovisi o stabilnosti polietilena. Ne-polarni molekularni sastav HDPE-a sprječava infiltraciju većine kemikalija u materijal, s kristalnom strukturom (u rasponu od 60% do 80%) koja povećava snagu i stabilnost za pouzdanu izvedbu u teškim uvjetima. Razmatranja temperature postaju kritična za koncentrirane kiseline gdje bi egzotermno razrjeđivanje moglo povisiti temperature.
Kaustične otopine uključujući natrijev hidroksid u koncentraciji od 50 % i kalijev hidroksid mogu se dugo -pohraniti u polietilenskim posudama. Otpornost polimera eliminira zabrinutost oko hidrolize-estera katalizirane bazom koja ograničava mnoge inženjerske plastike.
Kemikalije za obradu vode predstavljaju različite izazove kompatibilnosti. Otopine kalcijevog hipoklorita, željeznog klorida i stipse pokazuju dobru kompatibilnost s odgovarajućim vrstama polietilena. OR-1000 projektirani sustav smole pruža četiri puta veću antioksidacijsku snagu od standardne stijenke spremnika za vrhunsku otpornost na pucanje pod utjecajem okoliša u oksidacijskim primjenama.
Komponente opreme za obradu
Ekstrudirane polietilenske komponente služe u opremi koja je izložena kontinuiranom kemijskom kontaktu. Sustavi za rukovanje materijalima imaju koristi od strukturnih svojstava i površinskih karakteristika ekstrudiranog polietilena, s komponentama transportera, žljebovima i vodilicama koji zahtijevaju materijale koji omogućuju nesmetan protok proizvoda uz otpornost na habanje i kemijski napad.
Kućišta pumpi, tijela ventila i sustavi cjevovoda koriste polietilen gdje korozija metala postaje problematična. Kombinacija kemijske otpornosti i otpornosti na udarce rješava procesne poremećaje bez katastrofalnog kvara. HDPE se obično koristi za kemijske spremnike, prirubnice vodovodnih cijevi, pomorsku konstrukciju i mnoge druge primjene koje zahtijevaju kemijsku otpornost.
Primjene za preradu hrane iskorištavaju polietilensku usklađenost s FDA-om uz kemijsku otpornost. Aplikacije za -sigurnu hranu koriste PE-ove mogućnosti usklađenosti s FDA za komponente koje zahtijevaju izravan kontakt s hranom, s komponentama opreme za obradu i spremnicima za skladištenje u pogonima za proizvodnju hrane koji ispunjavaju stroge sigurnosne zahtjeve. Otpornost na kemikalije za čišćenje osigurava da oprema preživi ponovljene cikluse higijene.
Ograničenja i načini neuspjeha
Razumijevanje gdje polietilen ne uspijeva jednako je važno kao i znati gdje uspijeva. PE je vrlo otporan i inertan, ali LDPE može postupno biti napadnut jakim oksidirajućim sredstvima i nekim otapalima, što rezultira omekšavanjem ili bubrenjem. Prepoznavanje ranih znakova upozorenja sprječava katastrofalne kvarove.
Promjena boje signalizira početak degradacije. Polietilen izložen oksidansima postupno žuti, prelazeći u smeđu kako se nakupljaju karbonilne skupine. Promjene boje ukazuju na tekući kemijski napad koji zahtijeva korektivne radnje. Izlaganje UV zračenju u kombinaciji s oksidirajućim kemikalijama ubrzava ovaj proces.
Površinske pukotine pojavljuju se kao fine pukotine vidljive pod povećanjem. Pukotine pod utjecajem okoliša rezultat su kombinacije vlačnog naprezanja i granične kemijske kompatibilnosti. Pomame se šire sporo, ali na kraju dovode do mehaničkog kvara. Ako dijelovi laboratorijskog posuđa od LDPE-a trajno izgube boju, ili ako se počnu javljati pukotine ili paučina-poput "luđenja", vrijeme je da zamijenite stari laboratorijski pribor.
Krtost se očituje kao gubitak otpornosti na udar i istezanje. Polietilen koji se jednom plastično deformira počinje se lomiti u krhkim modovima. Ovaj prijelaz ukazuje na prekid lanca zbog oksidativne razgradnje ili unakrsno-vezivanja radijacije ili specifičnih kemikalija.
Dimenzijska nestabilnost zbog bubrenja ili prodiranja utječe na precizne primjene. Komponente izložene otapalima za plastificiranje mogu narasti preko granica tolerancije. Propuštanje goriva kroz polietilenske spremnike, iako sporo, zahtijeva razmatranje u dizajnu zatvorenih sustava.
Često postavljana pitanja
Koje kemikalije najagresivnije napadaju polietilen?
Oksidanti su jedina skupina materijala koja može kemijski razgraditi polietilen. Jaka oksidirajuća sredstva poput koncentrirane dušične kiseline, ozona, plinovitog klora i jakih otopina permanganata napadaju putem mehanizama slobodnih radikala. Ove kemikalije razbijaju polimerne lance umjesto da jednostavno bubre ili plastificiraju materijal. Temperatura značajno utječe na stopu napada, pri čemu povišene temperature ubrzavaju oksidativnu degradaciju.
Može li polietilen podnijeti skladištenje benzina i goriva?
Polietilen pokazuje promjenjivu otpornost na naftna goriva. I biodizel i konvencionalna dizelska goriva apsorbiraju amorfna faza polu-kristalnog HDPE-a i izazivaju učinak plastifikacije koji modificira molekularnu pokretljivost. Goriva uzrokuju bubrenje i neke promjene svojstava bez kemijske degradacije. Specijalizirane vrste polietilena s-ocjenom goriva sadrže aditive za smanjenje propusnosti i održavanje stabilnosti dimenzija. Prijave moraju uzeti u obzir toplinsko širenje i stope propusnosti.
Utječe li temperatura značajno na kemijsku otpornost?
Temperatura duboko utječe na otpornost. Raspon radnih temperatura za HDPE cijevi proteže se od -40 stupnjeva F do 140 stupnjeva F, s toplinskom degradacijom i strukturnim gubicima koji počinju iznad 140 stupnjeva F za standardni HDPE. Stope kemijskog napada približno se udvostruče za svakih 10 stupnjeva povećanja. Kemikalije koje pokazuju izvrsnu kompatibilnost na sobnoj temperaturi mogu uzrokovati probleme na povišenim temperaturama. Uvijek provjerite kompatibilnost na stvarnim radnim temperaturama umjesto da pretpostavljate da se primjenjuju podaci o sobnoj temperaturi.
Koliko dugo je polietilen otporan na izlaganje kemikalijama?
Polietilen pruža desetljeća rada u kompatibilnim kemijskim okruženjima. Standardno ispitivanje kemijske otpornosti uključuje uranjanje plastičnih uzoraka na 60 dana u ispitivane tvari, a zatim procjenu vlačnih svojstava. Performanse-u stvarnom svijetu protežu se daleko dulje od trajanja testiranja kada su uvjeti unutar granica kompatibilnosti. Međutim, oksidirajuće kemikalije i marginalne kompatibilnosti pokazuju razgradnju-ovisnu o vremenu. Prijave koje zahtijevaju životni vijek od više-desetak godina trebale bi uključivati sigurnosne faktore i periodične preglede.
Kemijska otpornost ekstrudiranog polietilena proizlazi iz osnovne molekularne jednostavnosti, a ne složenosti inženjeringa. Ne-polarna struktura ugljikovodika polimera jednostavno nudi nekoliko reakcijskih mjesta za većinu kemikalija za napad. Ova pasivna otpornost, u kombinaciji s polu-kristalnom nepropusnošću, stvara performanse koje se kreću od laboratorijskog laboratorijskog posuđa do industrijskog skladištenja kemikalija.
Praktične granice su važne koliko i mogućnosti. Oksidirajuća sredstva prekidaju obrazac inertnosti, dok bubrenje od određenih otapala utječe na stabilnost dimenzija. Temperatura modificira sve interakcije, čineći otpor dinamičkim, a ne statičkim svojstvom.
Odabir polietilena za kemijsku upotrebu zahtijeva usklađivanje karakteristika razreda s uvjetima izloženosti. Kristalnost HDPE-a povećava otpornost na teške uvjete, dok fleksibilnost LDPE-a odgovara umjerenim izloženostima koje zahtijevaju otpornost na udarce. Razumijevanje i mogućnosti i ograničenja omogućuje polietilenu da pouzdano služi u svim industrijama od poljoprivrede do kemijske obrade.
Ključni zahvati
Polietilen je otporan na kiseline, baze i većinu otapala zbog svoje ne-polarne molekularne strukture kojoj nedostaju reaktivna mjesta
Oksidatori su jedina skupina sposobna kemijski razgraditi polietilen, napadajući mehanizme slobodnih radikala
Aromatski ugljikovodici i klorirana otapala uzrokuju reverzibilno bubrenje, a ne kemijsku razgradnju
Toplinska degradacija počinje iznad 140 stupnjeva F za standardni HDPE, što temperaturu čini kritičnim faktorom otpora
Visoka kristalnost HDPE-a pruža vrhunsku kemijsku otpornost u usporedbi s otvorenijom strukturom LDPE-a