Quais são as propriedades de resistência à corrosão das resinas fenólicas?

Introdução

Resinas de fenol-formaldeídosão uma família de materiais poliméricos termoendurecíveis. Quando um material de resina fenólica está sendo considerado para contato com um ambiente químico, sua adequação não pode ser determinada apenas pelo nome da família da resina.

Neste artigo, "resistência química" é usada para descrever alterações medidas em um material à base de polímero após exposição a um ambiente químico específico. Este artigo não afirma que todas as resinas fenólicas compartilhem uma resistência universal a ácidos, bases ou solventes. Nenhuma classificação universal se aplica à categoria de resina fenólica. As seções abaixo descrevem os princípios para a revisão de dados de exposição a produtos químicos e as informações que devem ser definidas ao avaliar a adequação do material.

Resposta curta

Os materiais de resina fenólica podem ser avaliados quanto à resistência química, mas nenhuma classificação universal de resistência a ácidos, álcalis ou solventes se aplica a todos os produtos de resina fenólica. A adequação deve ser estabelecida para a formulação curada específica ou para o artigo acabado sob exposição definida e condições de teste. Este é um limite de seleção de material baseado na necessidade de definir o objeto de teste e as condições de teste; isso não significa que todos os materiais fenólicos tenham um desempenho insatisfatório ou que os resultados adequadamente combinados não possam ser comparados.

Por que as condições de teste são importantes

Um resultado de resistência química aplica-se ao material testado e às condições de exposição especificadas. Não deve ser tratado como um valor universal para uma ampla família de polímeros. Os resultados obtidos de amostras com diferentes formulações, históricos de preparação, construções ou geometrias não devem ser considerados equivalentes.

Ao analisar um resultado, os seguintes detalhes do teste e da amostra devem ser identificados:

• Referência de formulação: Os resultados obtidos de diferentes formulações não devem ser considerados equivalentes.

Identidade química e concentração: Categorias amplas como “ácido” ou “solvente” são insuficientes; o reagente específico e sua concentração devem ser identificados.

• Temperatura e duração: Os resultados obtidos a diferentes temperaturas ou após diferentes períodos de exposição não devem ser considerados equivalentes.

Modo de contato: O método de contato deve ser relatado e considerado na comparação dos resultados.

• Estado de tensão mecânica: Deve ser registrado se a amostra foi testada sob tensão mecânica aplicada.

Não se deve presumir que um resultado obtido para um material sob um conjunto de condições de exposição se aplica a outro material ou a outro conjunto de condições.

Defina o material de teste

Uma avaliação de resistência química só é significativa quando a forma física do material testado é claramente identificada. Diferentes objetos de teste requerem interpretações distintas:

• Amostra de plástico sólido: Um cupom padronizado, placa ou barra moldada preparada a partir de uma formulação curada.
• Produto ou folha resinosa laminada: Devem ser identificadas sua construção e forma do corpo de prova.
• Artigo ou componente acabado: Os dados de um cupom de laboratório não devem ser considerados como representando o artigo completo sem justificativa.
• Os dados obtidos de uma forma física ou tipo de amostra não devem ser generalizados para formas ou construções estruturais diferentes.

Onde o objeto de teste é umresina de fenol formaldeído, a forma fornecida e o estado de cura devem ser identificados antes da interpretação dos dados de exposição química.

Padrões de teste relevantes

Dois padrões amplamente referenciados fornecem estruturas estruturadas para avaliar a resistência de materiais plásticos a reagentes químicos.

ASTM D543-21, Práticas Padrão para Avaliação da Resistência de Plásticos a Reagentes Químicos, abrange a avaliação de materiais plásticos, incluindo produtos resinosos fundidos, moldados a quente, moldados a frio, laminados e materiais em folha. Apresenta procedimentos da Prática A (Teste de Imersão) e da Prática B (Estresse Mecânico e Exposição dos Reagentes em Condições Padronizadas de Deformação Aplicada). As abordagens de condicionamento incluem a imersão e o método de remendo úmido, dependendo do contexto de aplicação pretendido. As alterações medidas podem incluir peso, dimensões, aparência, cor, resistência e outras propriedades mecânicas.

A ISO 175:2010, Plásticos - Métodos de Teste para a Determinação dos Efeitos da Imersão em Produtos Químicos Líquidos, especifica métodos para expor amostras de teste de plástico sólido, livres de qualquer restrição externa, a produtos químicos líquidos e determinar as alterações de propriedade resultantes. Considera apenas ensaios por imersão de toda a superfície do corpo de prova. Aplica-se a plásticos sólidos na forma de placas, tubos, varetas ou folhas com espessura superior a 0,1 mm e não é aplicável a materiais celulares. Não cobre fissuras por estresse ambiental. Os procedimentos ISO 175 descritos aqui referem-se a amostras de plástico sólido e não devem ser apresentados como testes diretos de uma resina líquida ou em pó não curada.

Comparação entre padrões

ASTM D543-21 observa que a ISO 175 aborda assuntos semelhantes à Prática A, mas difere no conteúdo técnico, e que os resultados obtidos sob as duas normas não podem ser comparados diretamente. Os resultados obtidos a partir dos procedimentos ASTM D543 e ISO 175 não devem ser tratados como diretamente comparáveis.

Nenhum dos padrões prova que as resinas fenólicas, como classe, são resistentes a qualquer ácido, base ou solvente específico. Eles definem métodos para conduzir e relatar uma avaliação de uma amostra específica sob parâmetros definidos.

Como revisar dados de resistência química

Ao revisar dados de resistência química para decisões de engenharia ou aquisição, é útil verificar se as informações a seguir estão documentadas. Estes são pontos de revisão práticos; nem todos são exigidos pela ASTM D543-21 ou ISO 175:2010. Os critérios de aceitação são normalmente definidos pela especificação, cliente ou projeto aplicável.

• Identificação do material: tipo de resina, referência da formulação, estado de cura e descrição da amostra.
• Ambiente químico: Identidade química e concentração exatas.
• Condições de exposição: Temperatura de exposição e duração total.
• Modo de contato: Imersão, método de mancha úmida conforme definido pela ASTM D543-21 ou outra condição identificada.
• Condição de estresse: Sem estresse ou testado sob o procedimento de deformação aplicada descrito na ASTM D543-21 Prática B.
• Padrão de teste: Padrão e procedimento referenciados, como ASTM D543-21 Prática A ou ISO 175:2010.
• Propriedades medidas: Mudanças na massa, dimensões, aparência, cor ou resistência mecânica.
• Critérios de aceitação: Limites que definem o desempenho aceitável ou inaceitável para o serviço pretendido, conforme especificado pelo requisito aplicável.

Uma afirmação genérica como “resistente a produtos químicos” sem estes parâmetros de apoio fornece uma base inadequada para a seleção de materiais.

Consulta Técnica

Ao solicitar dados de resistência química ou avaliar um material de resina fenólica para uma aplicação específica, fornecer as informações a seguir ajuda a apoiar uma revisão de dados relevantes. O método de teste aplicável, a documentação necessária e os critérios de aceitação devem ser identificados para a consulta específica.

Forma do material: Resina pura curada, composto de moldagem, laminado, compósito ou artigo acabado.

• Detalhes da formulação: Reforços, cargas ou sistemas de aditivos, quando aplicável.
• Reagente químico: Identidade química e concentração específicas.
• Temperatura de exposição: Faixa de temperatura de serviço pretendida, quando relevante.
• Duração da exposição: Tempo total e se a exposição é contínua ou intermitente.
• Modo de contato: Condições de contato pretendidas, como imersão, respingo ou derramamento, para que um procedimento de teste aplicável possa ser selecionado.
• Tensão mecânica: Presença e natureza das tensões de serviço.
• Geometria da amostra ou componente: Dimensões relevantes e condição da superfície.
• Critérios de aceitação: Mudanças permitidas em massa, dimensões, aparência ou propriedades mecânicas para o serviço pretendido.

Onderesina fenólica para materiais compósitosestá sendo considerado, os dados de resistência química devem ser gerados para o sistema compósito curado relevante, em vez de inferidos apenas a partir do nome da família da resina.

Conclusão

Os materiais de resina fenólica podem ser avaliados quanto à resistência química, mas os dados resultantes são significativos apenas quando a forma do material, o ambiente químico, as condições de exposição e o método de teste são explicitamente definidos. Nenhuma classificação universal de resistência a ácidos, álcalis ou solventes se aplica à categoria de resina fenólica. A adequação para uma aplicação alvo deve ser estabelecida usando dados gerados a partir da formulação curada específica ou do artigo acabado sob condições representativas do serviço.

Referências

1. ASTM Internacional. (2021). ASTM D543-21, Práticas Padrão para Avaliação da Resistência de Plásticos a Reagentes Químicos.https://doi.org/10.1520/D0543-21
2. Organização Internacional de Padronização. (2010). ISO 175:2010, Plásticos - Métodos de Teste para Determinação dos Efeitos da Imersão em Produtos Químicos Líquidos (3ª ed.).https://www.iso.org/standard/55483.html