Аналитическая-статья-·-Выбор-смолы
FRP-решётка-инсталлированная-в-неправильная-смола-is-коррозия-проблема-носящая-не-коррозионный-материал. Химия-живёт-в-полимер-матрица; стеклянные-волокна-только-carry-нагрузка. Эта-статья-объясняет-как-химикаты-атакуют-термореактивные, сравнивает-пять-основные-смола-семьи, и-предоставляет-20-химия-×-5-смола-совместимость-матрица-сделать-выбор-обоснованный.
- Match-смола-к-худший-случай-химия-через-все-концентрации-и-температуры-видно-в-служба.
- Температура-ускоряет-атака: реакция-скорость-примерно-удваивается-на-10-°C-повышение (Arrhenius).
- C-вуаль-/-поверхностная-вуаль-держит-стеклянные-волокна-ниже-поверхность-и-предотвращает-"цвести"-под-химическая-атака.
Три-механизма-—-и-температура
1. Гидролиз (эфир-связь-разрыв)
Полиэфиры-содержат-эфир-связи-которые-кислоты, щёлочи-и-горячая-вода-can-hydrolyze, постепенно-ослабляя-смола-и-выставляя-стеклянные-волокна. Ортофталевый-смола-is-наиболее-восприимчивый; изофталевый-улучшает-это; vinyl-ester-uses-меньше-эфир-связи-и-стойкий-гидролиз-далеко-лучше. Сильная-щелочь (каустическая)-особенно-трудная-на-полиэфиры.
2. Окисление
Сильные-окислители-—-хлор-отбеливатель (NaOCl), концентрированный-пероксиды, хлор-диоксид, азотная-кислота-—-oxidize-полимер-каркас-и-can-обесцвечивают-или-обесцвечивают-общего-назначения-смола. Бисфенол-А-и-особенно-novolac-vinyl-эфиры-are-formulated-выжить-окислительная-служба.
3. Растворитель-набухание
Органические-растворители (кетоны, ароматические, некоторые-спирты)-penetrate-смола-сеть-и-набухают-это, уменьшая-прочность-и-связь. Поперечно-связанный-vinyl-эфиры-и-фенольная-стойкий-лучше-чем-ортофталевый; кетоны-такие-как-ацетон-are-враждебный-к-почти-все-комнатная-температура-термореактивные.
Температура-эффект (Arrhenius)
Химическая-деградация-is-химическая-реакция; её-скорость-примерно-удваивается-для-каждый-10-°C-повышение. Смола-rated-"отличная"-на-25-°C-may-только-быть-"удовлетворительная"-на-60-°C. Always-select-на-максимальная-непрерывная-температура, и-de-rate-совместимость-рейтинги-как-температура-растёт.
Пять-семьи-и-где-каждый-принадлежит
| Смола-система | Общий-профиль | Сильнейший-костюм | Типичный-служба-предел |
|---|---|---|---|
| Ортофталевый (OP) | Общего-назначения, ниже-стоимость | Вода, мягкая-среда | ~60-°C |
| Изофталевый (ISO) | Средний-грейд, лучше-влага/кислота-стойкость | Разбавленные-кислоты, сточные-воды, рассол | ~70–80-°C |
| Vinyl-ester (VE, бисфенол-А) | Сильный-кислота-/-окислитель-/-растворитель-стойкость | Кислоты, отбеливатель, умеренные-растворители | ~90–110-°C |
| Novolac-Vinyl-Ester (NVE) | Высшая-химическая/тепло-стойкость | Сильные-кислоты, окислители, горячая-служба | ~120–150-°C |
| Фенольная | Трудновоспламеняемая, низкий-дым, умеренная-химия | Пожар/низкий-дым-области, разбавленные-кислоты | ~120-°C (пожар-ограниченный) |
Служба-температуры-индикативные; точные-значения-на-смола-лист-данные-и-ASTM-D648-теплота-дефлексия-тест. Novolac-VE-is-премиум-выбор-для-концентрированный-кислоты/окислители.
20-Химия-×-5-Смола-Семьи (комнатная-температура)
Индикативные-A–D-рейтинги-от-промышленная-химическая-стойкость-диаграммы. Verify-на-ваш-фактический-температура-и-концентрация-с-купон-испытание (ASTM-C581)-если-критическая.
| Химия (концентрация) | Ортофталевый. | Изофталевый | Vinyl-Ester | Novolac-VE | Фенольная |
|---|---|---|---|---|---|
| Соляная-кислота (HCl)-10% | B A A A B | ||||
| Соляная-кислота (HCl)-37% | D C B A C | ||||
| Серная-кислота (H₂SO₄)-10% | B A A A A | ||||
| Серная-кислота (H₂SO₄)-50% | C B A A B | ||||
| Серная-кислота (H₂SO₄)-98% | D D C B D | ||||
| Гидроксид-натрия (NaOH)-10% | D C B B B | ||||
| Гидроксид-натрия (NaOH)-50% | D D C C B | ||||
| Хлорид-натрия-рассол | A A A A A | ||||
| Хлор-отбеливатель (NaOCl)-12% | D D B A C | ||||
| Пероксид-водорода-30% | D C B A D | ||||
| Метанол | D C B A B | ||||
| Ацетон | D D D C D | ||||
| Толуол | D C B A B | ||||
| Уксусная-кислота-50% | D C B A C | ||||
| Фосфорная-кислота-85% | C B A A A | ||||
| Гидроксид-аммония | D C B B B | ||||
| Хлорид-железа-раствор | B A A A A | ||||
| Морская-вода | A A A A A | ||||
| Дизель-/-дизельное-масло | C B A A B | ||||
| Сырая-нефть | C B A A B |
Легенда:-A-Отлично (25+-год-ожидаемый)- -B-Хорошо (долгая-служба, мониторинг)- -C-Удовлетворительно (ограниченный-срок, confirm-по-испытание)- -D-Не-рекомендуется-на-этом-концентрация/температура.
Матрица-is-индикативная-для-выбор; производитель-химическая-стойкость-руководства-и-ASTM-C581-купон-погружение-главенствуют-финальный-материал-одобрение. Рейтинги-деградируют-как-температура-растёт.
Рейтинги-деградируют-как-температура-растёт
Select-на-максимальная-непрерывная-температура; матрица-выше-is-комнатная-температура.
| Смола-система | Типичный-непрерывная-служба-предел | Представительная-служба |
|---|---|---|
| Ортофталевый | 60-°C (140-°F) | Общая-вода/мойка |
| Изофталевый | 70–80-°C (158–176-°F) | Разбавленный-кислота, сточные-воды |
| Vinyl-ester (бисфенол-А) | 90–110-°C (194–230-°F) | Кислоты, отбеливатель |
| Novolac-vinyl-ester | 120–150-°C (248–302-°F) | Сильные-окислители/горячие-кислоты |
| Фенольная | ~120-°C (пожар-ограниченный) | Пожар/низкий-дым-зоны |
На-ASTM-D648-теплота-дефлексия-температура-и-смола-лист-данные; окислительная-служба-температуры-are-часто-ниже-чем-механический-HDT-bудет-предполагать.
Повторяемая-шесть-шаг-процедура
- List-каждый-химия, его-концентрация-и-его-максимальная-непрерывная-температура-видно-над-год — включая-мойка-химикаты-и-сезонные-сбои.
- Identify-худший-случай: химия-×-температура-комбинация-с-нижайший-рейтинг-в-матрица.
- Match-смола-к-который-худший-случай (A-или-B-рейтинг-требуется; C-только-с-купон-подтверждение).
- Apply-вторичные-факторы: пожар-класс (E84/IMO), УФ-экспозиция, пища/фарм-контакт-требования, цвет.
- De-rate-для-температура: если-рабочая-температура-is-повышенная, двигать-рейтинги-вниз-один-диапазон-и-re-check.
- Validate-с-купонами-когда-неопределённый: ASTM-C581-погружение-на-служба-температура, потом-check-вес-изменение, изгиб-сохранение-и-визуальная-внешний-вид.
Почему-C-вуаль-защищает-матрица
Верх-и-нижний-лица-хороший-FRP-панель-are-покрыты-богатая-смола-поверхностная-вуаль (часто-"C-стекло"-вуаль)-которая-ставит-100%-смола-поверх-первый-слой-стекло. Без-это, наружные-стеклянные-волокна-are-напрямую-выставлены; химическая-атака-penetrates-вдоль-волокно/матрица-интерфейс (волокно-"цвести"), ослабляя-панель-задолго-до-объём-смола-fails. C-вуаль-is-дешёвый-химическая-стойкость-модернизация-доступная-и-должна-be-specified-для-любой-коррозионная-служба. Для-вторичный-сдерживание-или-погружение-служба, увеличить-смола-богатый-лицо-толщина-и-рассмотреть-chopped-strand-mat-богатый-барьер.
ASTM-C581-и-поле-доказательство
Окончательный-метод-для-qualifying-смола-против-конкретный-жидкость-is-ASTM-C581-—-Стандартная-практика-для-определение-химическая-стойкость-термореактивные-смолы-used-в-стекло-волокно-армированные-конструкции-предназначенные-для-жидкость-служба. Купоны-are-immersed-на-служба-температура-для-расширенный-период (типично-30, 90-и-180-дни), потом-измеренный-для-изгиб-прочность-сохранение, вес-изменение, толщина-изменение-и-визуальная-внешний-вид. Сохранение-сверх-80–85%-с-незначительный-вес-прирост-вообще-приемлемо. Для-некритический, комнатная-температура, доброкачественные-жидкости, совместимость-матрица-плюс-производитель-руководство-is-достаточно; для-первичный-сдерживание-или-окислитель-служба, require-C581-данные-на-точный-смола-партия.
Выводы
Химическая-стойкость-is-смола-выбор-проблема, не-материал-форма-проблема. Build-химический-инвентарь-на-худший-случай-концентрация-и-температура, pick-смола-которая-рейтинг-A-или-B-против-который-комбинация, specify-C-вуаль-лицо, и-требовать-ASTM-C581-купон-валидация-для-окислитель-или-погружение-служба. Общего-назначения-ортофталевый-панель-does-not-выжить-отбеливатель-поддон-независимо-сколько-килограммы-стекло-он-содержит.
Ссылки
- Промышленная-прессованная-решётка-технический-каталог (производитель-данные)-—-смола-системы-и-пожар/химия-грейды. Производитель-технические-данные-available-на-запрос.
- Промышленная-пултрузионная-решётка-технический-брошюра (производитель-данные)-—-смола-грейды-и-служба-температуры. Производитель-технические-данные-available-на-запрос.
- ZeAllgrate-—-Руководство-для-инженера/дизайнера (ACMA)-—-материал-выбор-для-коррозионная-служба.
- ASTM-C581-—-Химическая-стойкость-термореактивные-смолы-в-стекло-волокно-армированные-конструкции; ASTM-D648 (теплота-дефлексия), D570 (вода-поглощение).
- Промышленная-стандарт-смола-химическая-стойкость-совместимость-диаграммы (ведущие-производители)-для-A–D-рейтинги.
Как-химикаты-атакуют-термореактивные-смолы
Три-механизма-доминируют. Гидролиз-—-вода-и-каустическая-атака-эфир-связи-в-полиэфир-и-vinyl-ester-каркасы; vinyl-ester's-меньше-эфир-группы-are-почему-это-стойкий-горячая-щелочная-служба-лучше. Окисление-—-сильные-окислители (отбеливатель, пероксид-водорода, хлор-диоксид)-атакуют-смола-поверхность-и, в-концентрированный-форма, полимер-сеть-сама; это-is-химия-которая-отделяет-vinyl-ester-от-изофталевый-в-целлюлоза-и-хлор-щелочной-заводы. Растворитель-атака-/-напряжение-трещина-—-кетоны-и-ароматические-набухают-и-craze-матрица, часто-ускоренный-приложенный-нагрузка; химический-список-должен-be-checked-для-растворители, не-только-кислоты-и-базы. Температура-умножает-каждый-механизм-—-реакция-скорость-примерно-удваивается-на-10-°C-повышение-—-так-что-дизайн-химия-is-худший-случай-на-высшая-служба-температура, не-средний.
Пять-Смола-Семьи-в-Одном-Взгляде
| Смола | Химическая-роль | Температура | Типичная-стоимость |
|---|---|---|---|
| Ортофталевый-полиэфир | Общего-назначения-базовая-линия; низкая-кислота-стойкость | ~60–70-°C | Нижайший |
| Изофталевый-полиэфир | Слабые-кислоты, рассол, сточные-воды-рабочая-лошадка | 70–80-°C | Базовая-линия-1.0× |
| Vinyl-ester | Сильные-кислоты, окислители, растворители, тепло | 90–110-°C | 1.4–1.8× |
| Фенольная | Пожар/низкий-дым; скромный-химия-диапазон | ~120-°C (пожар-ограниченный) | 2.5–3.5× |
| Модифицированный (novolac-эпоксидный-vinyl-ester) | Высшая-химическая/тепло-конверт | 110–120+-°C | Высший |
Делая-выбор-обоснованным
Соберите-полный-химический-список-с-концентрации-и-температуры, check-каждый-против-смола-диаграмма, и-select-смола-которая-выживает-худший-случай — не-один-который-выживает-средний. Запишите-суждение-в-спецификация-так-что-выбор-is-auditable. Где-список-охватывает-семьи (слабый-кислота-плюс-отбеливатель, напр.), select-для-агрессивный-член; где-температура-толкает-пограничный-смола-сверх-его-предел, двигать-вверх-семья-а-не-полагающий-на-межа. Это-is-процесс-который-поворачивает-смола-выбор-от-мнение-в-инженерия-решение.
Соберите-полный-химический-список-с-концентрации-и-температуры, check-каждый-против-смола-диаграмма, и-select-смола-которая-выживает-худший-случай — не-один-который-выживает-средний. Запишите-суждение-в-спецификация-так-что-выбор-is-auditable. Где-список-охватывает-семьи (слабый-кислота-плюс-отбеливатель, напр.), select-для-агрессивный-член; где-температура-толкает-пограничный-смола-сверх-его-предел, двигать-вверх-семья-а-не-полагающий-на-межа. Это-is-процесс-который-поворачивает-смола-выбор-от-мнение-в-инженерия-решение.Получить-смола-рекомендация-для-ваш-химикаты
List-ваш-химикаты, концентрации-и-температуры — ZeAllgrate-возвращает-смола-совпадение-с-C581-стиль-данные-и-grit/C-вуаль-спецификация.