Ekstrudētais polietilēns saglabā savu strukturālo integritāti, pakļaujot skābēm, bāzēm, spirtiem un lielākajai daļai organisko šķīdinātāju, pateicoties tā nepolārajai molekulārajai struktūrai. Šī ķīmiskā inerce izriet no polimēra vienkāršā oglekļa -ūdeņraža mugurkaula, kurā trūkst reaktīvo vietu, kurām parasti uzbrūk agresīvas ķīmiskas vielas.
Polimēra aizsardzības mehānisms darbojas savādāk, nekā jūs varētu gaidīt. Tā vietā, lai veidotu aizsargbarjeras vai neitralizētu draudus, polietilēns vienkārši nepiedāvā neko, lai lielākā daļa ķīmisko vielu varētu reaģēt. Tās garās oglekļa atomu ķēdes, kas saistītas ar ūdeņradi, veido molekulāro struktūru, kas ir tik ķīmiski stabila, ka spēcīgas skābes un bāzes iziet pāri bez ietekmes.
Ekstrudēta polietilēna ķīmiskās izturības molekulārais pamats
Ekstrudēta polietilēna ķīmiskā izturība rodas tā pamatstruktūrā: atkārtotas etilēna vienības (C2H4), kas polimerizētas garās ogļūdeņražu ķēdēs. Lielākajai daļai LDPE, MDPE un HDPE šķirņu ir lieliska ķīmiskā noturība, kas nozīmē, ka tās neuzbrūk stipras skābes vai spēcīgas bāzes, un tās ir izturīgas pret viegliem oksidētājiem un reducētājiem.
Polāro funkcionālo grupu trūkums izskaidro šo ievērojamo stabilitāti. Atšķirībā no polimēriem ar esteru saitēm, amīda saitēm vai hidroksilgrupām, polietilēnam ir tīri ogļūdeņraža virsma. Polietilēns (LDPE un HDPE) ir saderīgs ar lielāko daļu ķīmisko vielu un var izturēt spēcīgas skābes, bāzes, reducētājus un maigus oksidētājus. Ķīmiskiem uzbrukumiem ir nepieciešamas reaģējošas vietas, un polietilēna vienkāršā struktūra nodrošina ļoti maz.
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%) un parāda izturību zemā temperatūrā. Kristāliskie domēni ir pietiekami cieši iesaiņoti, lai lielākā daļa ķīmisko molekulu nevarētu iekļūt, savukārt amorfie apgabali, lai gan tie ir vieglāk pieejami, tomēr pretojas uzbrukumiem ķēžu nepolārā rakstura dēļ.
Blīvuma atšķirības starp polietilēna pakāpēm atspoguļo dažādas sazarojuma un kristāliskuma pakāpes. Augsta -blīvuma polietilēnam (ABPE) ir minimāls sazarojums un kristāliskums, kas pārsniedz 60-80%, radot blīvāku, necaurlaidīgāku struktūru. Zema blīvuma polietilēns (LDPE) satur vairāk atzarojuma punktu, un tā kristāliskums ir aptuveni 50–60%, piedāvājot nedaudz atšķirīgus ķīmiskās izturības raksturlielumus paaugstinātā temperatūrā.
Ķīmiskās izturības veiktspējas kategorijas
Imūnās klases: visaptveroša rezistence
PE praktiski neietekmē skābes, bāzes, spirti un lielākā daļa organisko šķīdinātāju, tāpēc tas ir ideāli piemērots lietojumiem, kas saistīti ar ķīmisku iedarbību, un šī izturība attiecas uz parastajām lauksaimniecības ķimikālijām un rūpnieciskajiem tīrīšanas līdzekļiem.
Skābes visā pH spektrā uzrāda minimālu mijiedarbību ar polietilēnu. Koncentrēta sērskābe, sālsskābe dažādās koncentrācijās un fosforskābe saglabā polietilēna integritāti istabas temperatūrā. Polimēra bāzes vietu trūkums novērš protonēšanu, savukārt viegli oksidētu grupu trūkums bloķē skābes -katalizētu noārdīšanos.
Bāzes līdzīgi nespēj uzbrukt struktūrai. Nātrija hidroksīda šķīdumi, kālija hidroksīds un amonija hidroksīds lielās koncentrācijās saskaras ar polietilēnu, neizraisot pietūkumu, plaisāšanu vai mehānisko īpašību zudumu. Skābā ūdeņraža atomu vai esteru savienojumu trūkums novērš primāros mehānismus, caur kuriem bāzes parasti noārda polimērus.
Alkoholiem no metanola līdz augstākas molekulmasas variantiem ir lieliska saderība. Šie polārie šķīdinātāji, kas viegli uzbrūk daudzām inženiertehniskajām plastmasām, minimāli mijiedarbojas ar polietilēna nepolāro virsmu. Šī pretestība attiecas uz glikoliem un polioliem, kas parasti sastopami rūpnieciskajā apstrādē.
Vieglā zona: pietūkuma līdzekļi un plastifikatori
Ne visas ķīmiskās iedarbības atstāj polietilēnu neskartu. Daži organiskie šķīdinātāji mijiedarbojas ar polimēru, izmantojot fiziskus, nevis ķīmiskus mehānismus. Dažu veidu ķīmiskās vielas dažādās pakāpēs absorbē polietilēns, izraisot pietūkumu, svara pieaugumu, mīkstināšanu un zināmu tecēšanas robežas zudumu, lai gan šie plastificējošie materiāli neizraisa sveķu faktisku ķīmisku noārdīšanos.
Aromātiskie ogļūdeņraži ir nozīmīgākā uzbriestošo vielu klase. Benzols, toluols un ksilols iekļūst ekstrudētā polietilēna amorfajos reģionos, izraisot izmēru izmaiņas un īpašību modifikācijas. Aromātiskajiem ogļūdeņražiem, piemēram, benzolam, ir spēcīga plastificējoša iedarbība, savukārt citiem, piemēram, benzīnam, ir vājāka iedarbība. Absorbcijas process paliek atgriezenisks -, šķīdinātāja noņemšana ļauj polimēram atgūt sākotnējos izmērus ar neskartām īpašībām.
Hlorēti šķīdinātāji, piemēram, metilēnhlorīds un hloroforms, rada līdzīgu pietūkuma efektu. Šie penetranti izkliedējas amorfos reģionos, palielinot brīvo tilpumu starp polimēru ķēdēm. Mijiedarbība nepārrauj ķīmiskās saites, bet īslaicīgi maina mehāniskās īpašības fiziskas pārvietošanās rezultātā.
Alifātiskajiem ogļūdeņražiem ir starpposma uzvedība atkarībā no molekulmasas. Zemākas molekulmasas alkāni var izraisīt nelielu pietūkumu, savukārt smagākas naftas frakcijas mijiedarbojas minimāli. Benzīns un dīzeļdegviela rada mērenu ietekmi, kas mainās atkarībā no temperatūras un iedarbības ilguma.
Plastifikācijas atgriezeniskais raksturs to atšķir no degradācijas. Daži plastifikatori ir pietiekami gaistoši, tāpēc, ja tie tiek noņemti no saskares ar polietilēnu, daļa "izžūs" un atgriezīsies sākotnējā stāvoklī, nezaudējot īpašības. Šis raksturlielums ļauj polietilēna komponentiem atjaunot funkcionalitāti pēc šķīdinātāja iedarbības beigām, lai gan izmēru nestabilitāte saskares laikā var ierobežot dažus lietojumus.
Kritiskais izņēmums: oksidētāji
Oksidētāji ir vienīgā materiālu grupa, kas spēj ķīmiski noārdīt polietilēnu. Atšķirībā no uzbriestošo vielu fizikālās mijiedarbības vai skābju un bāzu mijiedarbības, oksidētāji ierosina īstas ķīmiskas reakcijas, kas neatgriezeniski maina polimēra struktūru.
Spēcīgi oksidētāji uzbrūk ekstrudētam polietilēnam, izmantojot brīvo radikāļu mehānismus. Spēcīgāki oksidētāji, piemēram, ozons vai hlora gāze, laika gaitā var izraisīt polimēru ķēdes oksidāciju un sadalīšanos, īpaši, ja tie tiek pakļauti paaugstinātai temperatūrai. Oksidācijas process sākas ar ūdeņraža abstrakciju no polimēra mugurkaula, radot radikālas vietas, kas izplatās ķēdes pārrāvuma un šķērssavienojuma reakcijās.
Slāpekļskābe augstā koncentrācijā parāda šo oksidatīvo uzbrukumu. Plastmasas HDPE var izturēt vieglus oksidētājus, piemēram, ūdeņraža peroksīdu zemās koncentrācijās (zem 30%), maz vai nemaz, bet spēcīgāki oksidētāji, piemēram, ozons vai hlora gāze, var izraisīt ķēdes pārtraukšanu. Skābuma un oksidējošā spēka kombinācija rada apstākļus, kuros polietilēns pakāpeniski dzeltējas, kļūst trausls un zaudē mehānisko izturību.
Hlorēts ūdens ir praktiski svarīga oksidatīvā vide. Ekstrudētais polietilēns ir jutīgs pret oksidatīvu noārdīšanos, pakļaujoties hlorētam ūdenim, ar mehānisku PE caurules bojājumu atkarībā no materiāla īpašībām, spiediena, temperatūras, ūdens pH, brīvā pieejamā hlora koncentrācijas un ekspozīcijas laika. Komunālās ūdens attīrīšanas koncentrācijas reti izraisa strauju kļūmi, taču ilgstoša-gadu iedarbība var uzkrāt bojājumus.
Permanganāta šķīdumi, hromskābe un spēcīga peroksīda koncentrācija ierosina līdzīgu oksidatīvo noārdīšanos. Ātrums ir atkarīgs no koncentrācijas, temperatūras un polimēra kvalitātes. Augstākā HDPE kristāliskums nodrošina zināmu aizsardzību, ierobežojot oksidētāja iekļūšanu virsmas reģionos, savukārt LDPE atvērtākā struktūra ļauj iekļūt dziļāk.
Temperatūra kā pretestības modifikators
Ķīmiskās pretestības reitingi parasti ietver temperatūras specifikācijas, jo siltumenerģija būtiski maina mijiedarbības kinētiku. Standarta pretestības diagrammas parasti ziņo par uzvedību 70 °F (21 grāds) un 140 °F (60 grādos) temperatūrā, kas atspoguļo praktisko temperatūras diapazonu lielākajai daļai polietilēna lietojumu.
HDPE cauruļu darbības temperatūras diapazons parasti ir no -40 °F (-40 grādi) līdz 140 °F (60 grādiem), un standarta HDPE termiskā degradācija un struktūras zudumi sāk parādīties virs 140 °F. Šī augšējā robeža neatspoguļo kušanu — HDPE kūst 248–266 °F temperatūrā, bet gan temperatūru, kurā pasliktinās mehāniskās īpašības un paātrinās ķīmiskais uzbrukums.
Temperatūras paaugstināšanās palielina molekulāro mobilitāti, ļaujot ķimikālijām iegūt lielāku iespiešanās dziļumu. Šķīdinātāji, kas istabas temperatūrā izraisa nelielu pietūkumu, paaugstinātā temperatūrā var radīt būtiskas izmēru izmaiņas. Skābes un bāzes, kurām nav aukstuma ietekmes, apstrādes temperatūrā var sākt uzbrukt. Dažas ķimikālijas dažādās temperatūrās reaģē ar PE atšķirīgi, ar lielāku siltumu, kas potenciāli paātrina noārdīšanos.
Oksidācijas ātrums atbilst Arrhenius kinētikai, aptuveni divkāršojoties par katriem 10 grādiem. Hlorēts ūdens, kam var būt nepieciešami gadi, lai noārdītu polietilēnu istabas temperatūrā, 60 grādu temperatūrā var izraisīt bojājumus mēnešos. Šī temperatūras atkarība izskaidro, kāpēc karstā ūdens santehnikas sistēmās ir paredzēts šķērssaistīts polietilēns (PEX), nevis standarta HDPE.
Mehāniskais spriegums savieno termisko efektu, izmantojot vides sprieguma plaisāšanu. Komponentiem, kas pakļauti pastāvīgai slodzei, ir samazināta ķīmiskā izturība, salīdzinot ar paraugiem bez spriedzes. Stiepes sprieguma, paaugstinātas temperatūras un minimālas ķīmiskās savietojamības kombinācija rada apstākļus paātrinātai atteicei.
Kā ekstrudētais polietilēns tiek galā ar rūpniecisko ķīmisko iedarbību
Neorganiskie savienojumi
Ekstrudēts polietilēns ar izcilu stabilitāti apstrādā lielāko daļu neorganisko sāļu. Nātrija hlorīda, kalcija hlorīda, alumīnija sulfāta un amonija nitrāta šķīdumi jebkurā koncentrācijā neuzrāda nelabvēlīgu ietekmi. HDPE parasti izmanto lauksaimniecības atkritumu apsaimniekošanas sistēmās, pateicoties tā ķīmiskajai stabilitātei un izturībai pret koroziju, efektīvi apstrādājot lauksaimniecības atkritumus, vienlaikus novēršot vides piesārņojumu.
Metālu hidroksīdi no litija līdz cēzijam demonstrē pilnīgu savietojamību. Šie stingri pamata risinājumi, kas ātri uzbrūk daudziem inženiertehniskajiem materiāliem, atstāj polietilēnu neskartu. Kaļķu vircas, kaustiskā soda komerciālā koncentrācijā un kālija hidroksīda šķīdumus var uzglabāt neierobežotu laiku.
Halogēnu sāļi, tostarp nātrija hipohlorīts (balinātājs) tipiskās koncentrācijās, uzrāda pieņemamu saderību, lai gan darbība ir atkarīga no sastāva. Sistēma OR-1000 saglabā savas izstiepšanās īpašības laika gaitā, atrodoties smagu oksidējošu ķīmisku vielu, piemēram, nātrija hipohlorīta, klātbūtnē, un tās veiktspēja ir labāka nekā citiem HDPE materiāliem. Standarta HDPE kategorijas ir izturīgas pret mājsaimniecības balinātāju koncentrācijām, savukārt specializētie preparāti tiek galā ar rūpnieciski izturīgiem oksidētājiem.
Organiskās ķimikālijas ražošanā
HDPE izturība pret ķimikālijām padara to piemērotu mēslošanas līdzekļu un pesticīdu piegādei, izmantojot mēslošanas sistēmas, kas apvieno apūdeņošanu un mēslojumu vienā procesā. Mēslošanas līdzekļu šķīdumi, kas satur urīnvielu, amonija nitrātu un fosfātus, demonstrē pilnīgu saderību visos koncentrācijas diapazonos.
Pesticīdu preparātu ķīmiskais sastāvs ir ļoti atšķirīgs, bet lielākā daļa uzrāda pieņemamu saderību ar polietilēnu. Aktīvās sastāvdaļas, kas izšķīdinātas ūdenī vai eļļas nesējos, parasti neuzbrūk polimēra struktūrai. Emulgatori un virsmaktīvās vielas, ko izmanto lauksaimniecības preparātos, var izraisīt nelielu virsmas efektu, nemainot masveida īpašības.
Naftas produkti, kas iegūti no benzīna caur mazutu, rada iepriekš aprakstīto plastifikācijas efektu. Biodīzeļdegvielu un parasto dīzeļdegvielu absorbē pus{1}}kristāliskā HDPE amorfā fāze un izraisa plastifikācijas efektu, kas maina molekulāro mobilitāti un ražības īpašības. Uzglabājot degvielu, jāņem vērā uzbriest un caurlaidība, īpaši vieglākām frakcijām.
Tīrīšanas līdzekļi ir jauktā veidā saderīgi. Sārmaini tīrīšanas līdzekļi, mazgāšanas līdzekļi un virsmaktīvās vielas parasti darbojas labi. Tīrīšanas līdzekļiem uz šķīdinātāju- bāzes, kas satur aromātiskus vai hlorētus savienojumus, nepieciešama saderības pārbaude. Kvartārajiem amonija savienojumiem, ko izmanto kā dezinfekcijas līdzekļus, ir lieliska saderība dažādos koncentrācijas diapazonos.
Aizsardzība pret vairākiem iedarbības maršrutiem
Ķīmiskā iedarbība notiek pa atšķirīgiem ceļiem, katrs izaicinot materiāla veiktspēju atšķirīgi. Iegremdēšana ir visagresīvākais stāvoklis ar ķīmisku kontaktu pa visu virsmu zem hidrostatiskā spiediena, piespiežot iekļūt. Ķīmiskās izturības testēšanā parasti tiek izmantoti plastmasas testa paraugi, kas 60 dienas ir iegremdēti testa vielā bez mehāniskas slodzes, un stiepes īpašības tiek novērtētas pirms un pēc iedarbības.
Šļakatu un izsmidzināšanas kontakts rada intermitējošu iedarbību ar žūšanas periodiem starp notikumiem. Šī cikliskā kustība var noslogot materiālus savādāk nekā pastāvīga iegremdēšana, jo īpaši attiecībā uz gaistošiem šķīdinātājiem, kas iztvaiko, atstājot atlikumus. Polietilēns labi tiek galā ar šļakatām, jo tā ķīmiskā izturība nav atkarīga no virsmas kondicionēšanas vai aizsargslāņiem.
Tvaika iedarbība polietilēnu ietekmē minimāli lielākajai daļai ķīmisko vielu. Polimēra ūdens tvaiku necaurlaidība attiecas uz daudziem organiskiem tvaikiem, lai gan aromātiskie šķīdinātāji var caurplūst lēni. Rūpnieciskā ventilācija parasti uztur tvaiku koncentrāciju zem līmeņa, izraisot ievērojamu absorbciju.
Sienas biezums ietekmē pretestību caur difūzijas ceļa garumu. Biezākas sastāvdaļas ilgāk iztur caurlaidību, lai gan tām arī nepieciešams ilgāks laiks, lai absorbētu ķīmiskās vielas. Biezums, slodzes zonas un apstrādes apstākļi ir faktori, kas ietekmē sveķu galīgo pretestību, tāpēc vienīgais veids, kā novērtēt gala produkta izturību, ir simulēt reālo situāciju.
Pakāpju izvēle ķīmiskai videi
Izvēle starp LDPE, MDPE un HDPE ir atkarīga no ķīmiskās izturības līdzsvarošanas ar mehāniskajām prasībām. HDPE ir pazīstama ar savu augsto stiprības -līdz -blīvuma attiecību, kuras blīvums svārstās no 930 līdz 970 kg/m³, tam ir spēcīgāki starpmolekulārie spēki un stiepes izturība (38 MPa), salīdzinot ar LDPE (21 MPa).
HDPE nodrošina maksimālu ķīmisko izturību, pateicoties tā augstajai kristalitātei un blīvumam. Cieši iesaiņotā struktūra ierobežo ķīmisko vielu iekļūšanu un nodrošina izcilu izturību pret plaisāšanu pret apkārtējās vides spriedzi. Lietojumprogrammas, kas saistītas ar skarbām ķīmiskām vielām, paaugstinātu temperatūru vai mehānisku spriegumu, dod priekšroku HDPE.
LDPE piedāvā priekšrocības, kur elastība ir svarīgāka par maksimālo pretestību. Tā zemāka kristāliskums nodrošina lielāku pagarinājumu un triecienizturību zemās temperatūrās. LDPE dabiski ir ļoti elastīgs, nepievienojot plastifikatorus, un kūst salīdzinoši zemā temperatūrā (85 grādi), vienlaikus paliekot ķīmiski inertam ar spēcīgiem oksidētājiem, kas galu galā izraisa oksidēšanos un trauslumu.
MDPE ieņem vidusceļu, apvienojot mērenu kristāliskumu ar līdzsvarotām mehāniskajām īpašībām. Tas nodrošina labāku spriedzes plaisu izturību nekā HDPE, vienlaikus piedāvājot augstāku ķīmisko izturību salīdzinājumā ar LDPE. MDPE ir labas triecienizturības un kritiena izturības īpašības, un tas ir mazāk -jutīgs nekā HDPE, un tam ir labāka sprieguma-izturība pret plaisāšanu.
Šķērssavienotais polietilēns (PEX) nodrošina veiktspēju augstākas temperatūras režīmos. PEX tiek ražots, šķērssavienojot HDPE vai LDPE, lai uzlabotu siltuma un ķīmisko izturību, ar paaugstinātu temperatūras izturību un elastību, ko izmanto santehnikā karstā un aukstā ūdens sadalei. Šķērssaistīšanas process veido ķīmiskās saites starp polimēru ķēdēm, novēršot plūsmu paaugstinātā temperatūrā, vienlaikus saglabājot ķīmisko izturību.
Reāla-pasaules veiktspēja prasīgās lietojumprogrammās
Lauksaimniecības ķīmisko vielu apstrāde
HDPE caurules ir izturīgas pret plašu ķīmisko vielu klāstu, tostarp mēslojumu, pesticīdiem un citām lauksaimniecības ķimikālijām, kas var izraisīt dažāda veida cauruļvadu materiālu bojājumus. Mēslojuma izkliedētāji, smidzināšanas iekārtas un ķīmisko vielu uzglabāšanas tvertnes ir atkarīgas no polietilēna spējas apstrādāt kodīgus maisījumus.
Bezūdens amonjaks, kas ir viena no lauksaimniecībā visgrūtākajām ķīmiskajām vielām, prasa specializētus materiālus. Lai gan polietilēnam ir laba savietojamība, svarīga ir pielietojuma informācija. Uzglabāšana zem spiediena zemā temperatūrā polimēru noslogo savādāk nekā apkārtējie šķīdumi. Īpaša uzmanība jāpievērš blīvēm, veidgabaliem un sprieguma punktiem.
Herbicīdu preparāti, kas satur 2,4-D, glifosātu un dikambu, demonstrē lielisku saderību. Šīs aktīvās sastāvdaļas dažādos nesējos reti uzbrūk polietilēnam. Uzglabāšanas tvertnēs no 50 galonu līdz vairākiem tūkstošiem galonu tiek izmantota rotācijas veidā veidota polietilēna konstrukcija.
Rūpniecisko ķīmisko vielu uzglabāšana
HDPE tvertnes un tvertnes tiek plaši izmantotas bīstamu ķīmisko vielu uzglabāšanai, jo tām ir lieliska ķīmiskā izturība un necaurlaidība. Lielapjoma uzglabāšanas lietojumprogrammās tiek izmantota polietilēna izturības, izmaksu{1}}efektivitātes un apstrādājamības kombinācija.
Skābes uzglabāšana no sērskābes līdz sālsskābei rūpnieciskās koncentrācijās ir atkarīga no polietilēna stabilitātes. HDPE nepolārais molekulārais sastāvs neļauj vairumam ķīmisko vielu iekļūt materiālā, un kristāliskā struktūra (no 60% līdz 80%) palielina izturību un stabilitāti, lai nodrošinātu uzticamu veiktspēju smagos apstākļos. Temperatūras apsvērumi kļūst kritiski koncentrētām skābēm, kur eksotermiska atšķaidīšana var paaugstināt temperatūru.
Kaustiskie šķīdumi, tostarp nātrija hidroksīds 50% koncentrācijā un kālija hidroksīds, tiek ilgstoši uzglabāti -polietilēna traukos. Polimēra pretestība novērš bažas par bāzes -katalizēto esteru hidrolīzi, kas ierobežo daudzas inženierplastmasas.
Ūdens apstrādes ķimikālijas rada dažādas saderības problēmas. Kalcija hipohlorīts, dzelzs hlorīds un alauna šķīdumi labi sader ar atbilstošām polietilēna kategorijām. OR-1000 izstrādātā sveķu sistēma nodrošina četras reizes lielāku antioksidanta jaudu nekā standarta tvertnes sieniņai, lai nodrošinātu izcilu izturību pret plaisāšanu no apkārtējās vides oksidēšanas.
Apstrādes iekārtu sastāvdaļas
Ekstrudētas polietilēna sastāvdaļas kalpo iekārtās, kas pakļautas pastāvīgam ķīmiskam kontaktam. Materiālu apstrādes sistēmas gūst labumu no ekstrudēta polietilēna strukturālajām īpašībām un virsmas īpašībām, jo konveijera komponentiem, teknēm un vadotnēm ir nepieciešami materiāli, kas nodrošina vienmērīgu produkta plūsmu, vienlaikus izturot nodilumu un ķīmisko iedarbību.
Sūkņu korpusos, vārstu korpusos un cauruļvadu sistēmās tiek izmantots polietilēns, kur metāla korozija kļūst problemātiska. Ķīmiskās izturības un triecienizturības kombinācija novērš procesa traucējumus bez katastrofālām kļūmēm. HDPE parasti izmanto ķīmisko vielu tvertnēm, ūdensvadu atlokiem, jūras konstrukcijām un daudziem citiem lietojumiem, kam nepieciešama ķīmiskā izturība.
Pārtikas pārstrādes lietojumos tiek izmantota polietilēna FDA atbilstība, kā arī ķīmiskā izturība. Pārtikai-drošos lietojumos tiek izmantotas PE FDA atbilstības iespējas komponentiem, kuriem nepieciešams tiešs kontakts ar pārtiku, un apstrādes iekārtu komponenti un uzglabāšanas konteineri pārtikas ražošanas iekārtās atbilst stingrām drošības prasībām. Tīrīšanas ķīmiskā izturība nodrošina, ka iekārta iztur atkārtotus sanitārijas ciklus.
Ierobežojumi un kļūmju režīmi
Izpratne par to, kur polietilēns neizdodas, ir tikpat svarīga kā zināt, kur tas izdodas. PE ir ļoti nepaklausīgs un inerts, bet LDPE var pakāpeniski uzbrukt spēcīgiem oksidētājiem un dažiem šķīdinātājiem, izraisot mīkstināšanu vai pietūkumu. Agrīnās brīdinājuma zīmju atpazīšana novērš katastrofālas neveiksmes.
Krāsas maiņa norāda uz degradācijas sākšanos. Polietilēns, kas pakļauts oksidētāju iedarbībai, pakāpeniski kļūst dzeltens un kļūst brūns, uzkrājoties karbonilgrupām. Krāsu izmaiņas norāda uz notiekošu ķīmisku uzbrukumu, kam nepieciešama koriģējoša darbība. UV iedarbība kopā ar oksidējošām ķimikālijām paātrina šo procesu.
Virsmas plaisāšana parādās kā smalkas plaisas, kas redzamas palielinājumā. Vides spriegumu plaisāšana rodas stiepes sprieguma un minimālas ķīmiskās saderības kombinācijas rezultātā. Trakums izplatās lēni, bet galu galā noved pie mehāniskām kļūmēm. Ja LDPE laboratorijas piederumu daļas ir neatgriezeniski mainījušas krāsu vai ja sāk parādīties plaisas vai zirnekļtīkls, piemēram, "traka", ir pienācis laiks nomainīt veco laboratorijas piederumu.
Trausls izpaužas kā triecienizturības un pagarinājuma zudums. Polietilēns, kas reiz plastiski deformējies, trauslos režīmos sāk plīst. Šī pāreja norāda uz ķēdes pārrāvumu oksidatīvās noārdīšanās rezultātā vai šķērssavienojumu no starojuma vai specifiskām ķīmiskām vielām.
Izmēru nestabilitāte, ko izraisa pietūkums vai caurlaidība, ietekmē precīzas pielietošanas iespējas. Sastāvdaļas, kas pakļautas plastificējošiem šķīdinātājiem, var pieaugt, pārsniedzot pielaides robežas. Degvielas iekļūšana caur polietilēna tvertnēm, lai arī lēna, ir jāņem vērā, veidojot slēgtas sistēmas.
Bieži uzdotie jautājumi
Kādas ķīmiskās vielas visagresīvāk uzbrūk polietilēnam?
Oksidētāji ir vienīgā materiālu grupa, kas spēj ķīmiski noārdīt polietilēnu. Spēcīgi oksidētāji, piemēram, koncentrēta slāpekļskābe, ozons, hlora gāze un spēcīgi permanganāta šķīdumi, uzbrūk caur brīvo radikāļu mehānismiem. Šīs ķīmiskās vielas pārtrauc polimēru ķēdes, nevis vienkārši uzpūš vai plastificē materiālu. Temperatūra būtiski ietekmē uzbrukuma ātrumu, un paaugstināta temperatūra paātrina oksidatīvo noārdīšanos.
Vai polietilēns var tikt galā ar benzīna un degvielas uzglabāšanu?
Polietilēnam ir mainīga izturība pret naftas degvielu. Gan biodīzeļdegvielu, gan parasto dīzeļdegvielu absorbē daļēji -kristāliskā HDPE amorfā fāze un izraisa plastifikācijas efektu, kas maina molekulāro mobilitāti. Degvielas izraisa pietūkumu un dažas īpašību izmaiņas bez ķīmiskas degradācijas. Specializētās degvielas -novērtētās polietilēna kategorijas ietver piedevas, lai samazinātu caurlaidību un saglabātu izmēru stabilitāti. Lietojumprogrammām jāņem vērā termiskās izplešanās un caurlaidības pakāpe.
Vai temperatūra būtiski ietekmē ķīmisko izturību?
Temperatūra būtiski ietekmē pretestības veiktspēju. HDPE cauruļu darbības temperatūras diapazons ir no -40 ° F līdz 140 ° F, ar termisko degradāciju un struktūras zudumiem, kas standarta HDPE sākas virs 140 ° F. Ķīmisko uzbrukumu biežums aptuveni dubultojas par katru 10 grādu pieaugumu. Ķimikālijas, kurām ir lieliska saderība istabas temperatūrā, var radīt problēmas paaugstinātā temperatūrā. Vienmēr pārbaudiet saderību ar faktisko darba temperatūru, nevis pieņemot, ka tiek piemēroti telpas temperatūras dati.
Cik ilgi polietilēns iztur ķīmisko iedarbību?
Polietilēns nodrošina gadu desmitiem ilgu kalpošanu saderīgā ķīmiskā vidē. Standarta ķīmiskās izturības pārbaude ietver plastmasas paraugu iegremdēšanu testējamās vielās uz 60 dienām, pēc tam novērtējot stiepes īpašības. Reālā -pasaules veiktspēja pārsniedz pārbaudes ilgumu, ja apstākļi ir saderības robežās. Tomēr oksidējošās ķimikālijas un neliela saderība uzrāda laika{5}}atkarīgu noārdīšanos. Lietojumprogrammās, kurām nepieciešams vairāku-desmit gadu kalpošanas laiks, ir jāiekļauj drošības faktori un periodiska pārbaude.
Ekstrudēta polietilēna ķīmiskā izturība izriet no fundamentālas molekulārās vienkāršības, nevis no inženierijas sarežģītības. Polimēra nepolārā ogļūdeņraža struktūra vienkārši piedāvā dažas reakcijas vietas, lai lielākā daļa ķīmisko vielu varētu uzbrukt. Šī pasīvā pretestība apvienojumā ar daļēji-kristālisku necaurlaidību rada veiktspēju, kas svārstās no laboratorijas laboratorijas piederumiem līdz rūpniecisko ķīmisko vielu uzglabāšanai.
Praktiskajiem ierobežojumiem ir tikpat liela nozīme kā iespējām. Oksidētāji izjauc inerces modeli, savukārt uzbriest no noteiktiem šķīdinātājiem ietekmē izmēru stabilitāti. Temperatūra maina visas mijiedarbības, padarot pretestību par dinamisku, nevis statisku īpašību.
Izvēloties polietilēnu ķīmiskai apstrādei, ir jāsaskaņo pakāpes raksturlielumi ar iedarbības apstākļiem. HDPE kristāliskums palielina izturību pret skarbām vidēm, savukārt LDPE elastība ir piemērota mērenai iedarbībai, kurai nepieciešama triecienizturība. Izprotot gan iespējas, gan ierobežojumus, polietilēns var uzticami kalpot visās nozarēs, sākot no lauksaimniecības un beidzot ar ķīmisko apstrādi.
Key Takeaways
Polietilēns ir izturīgs pret skābēm, bāzēm un lielāko daļu šķīdinātāju, pateicoties tā nepolārajai molekulārajai struktūrai, kurā nav reaktīvo vietu
Oksidētāji ir vienīgā grupa, kas spēj ķīmiski noārdīt polietilēnu, uzbrūkot ar brīvo radikāļu mehānismiem
Aromātiskie ogļūdeņraži un hlorētie šķīdinātāji izraisa atgriezenisku pietūkumu, nevis ķīmisku noārdīšanos
Standarta HDPE termiskā degradācija sākas virs 140 °F, padarot temperatūru par kritisku pretestības faktoru
HDPE augstā kristāliskums nodrošina izcilu ķīmisko izturību salīdzinājumā ar LDPE atvērtāku struktūru