¿Cuáles son las propiedades de resistencia a la corrosión de las resinas fenólicas?

Introducción

Resinas de fenol-formaldehídoson una familia de materiales poliméricos termoendurecibles. Cuando se considera el contacto de un material de resina fenólica con un entorno químico, su idoneidad no puede determinarse únicamente a partir del nombre de la familia de la resina.

En este artículo, "resistencia química" se utiliza para describir los cambios medidos en un material a base de polímero después de la exposición a un entorno químico específico. Este artículo no afirma que todas las resinas fenólicas compartan una resistencia universal a ácidos, bases o solventes. Ninguna clasificación universal de este tipo se aplica a la categoría de resina fenólica. Las secciones siguientes describen los principios para revisar los datos de exposición a sustancias químicas y la información que debe definirse al evaluar la idoneidad del material.

Respuesta corta

Los materiales de resina fenólica pueden evaluarse para determinar su resistencia química, pero no se aplica ninguna clasificación universal de resistencia a ácidos, álcalis o disolventes a cada producto de resina fenólica. Se debe establecer la idoneidad para la formulación curada específica o el artículo terminado bajo condiciones de prueba y exposición definidas. Este es un límite de selección de materiales basado en la necesidad de definir el objeto de prueba y las condiciones de prueba; no implica que todos los materiales fenólicos tengan un desempeño deficiente o que no se puedan comparar resultados adecuadamente coincidentes.

Por qué son importantes las condiciones de prueba

Se aplica un resultado de resistencia química al material probado y a las condiciones de exposición especificadas. No debe tratarse como un valor universal para una amplia familia de polímeros. No se debe asumir que los resultados obtenidos de muestras con diferentes formulaciones, historiales de preparación, construcciones o geometrías son equivalentes.

Al revisar un resultado, se deben identificar los siguientes detalles de la prueba y la muestra:

• Referencia de la formulación: No se debe asumir que los resultados obtenidos con diferentes formulaciones sean equivalentes.

Identidad química y concentración: categorías amplias como "ácido" o "disolvente" son insuficientes; Se debe identificar el reactivo específico y su concentración.

• Temperatura y duración: No se debe asumir que los resultados obtenidos a diferentes temperaturas o después de diferentes períodos de exposición sean equivalentes.

Modo de contacto: El método de contacto debe informarse y considerarse al comparar resultados.

• Estado de tensión mecánica: se debe registrar si la muestra se probó bajo tensión mecánica aplicada.

No se debe suponer que un resultado obtenido para un material bajo un conjunto de condiciones de exposición se aplica a otro material u otro conjunto de condiciones.

Definir el material de prueba

Una evaluación de resistencia química es significativa sólo cuando la forma física del material probado está claramente identificada. Los diferentes objetos de prueba requieren una interpretación distinta:

• Muestra de prueba de plástico sólido: un cupón, placa o barra moldeada estandarizada preparada a partir de una formulación curada.
• Producto o lámina resinosa laminada: Se debe identificar su construcción y forma del espécimen.
• Artículo o componente terminado: No se debe asumir que los datos de un cupón de laboratorio representan el artículo completo sin justificación.
• Los datos obtenidos de una forma física o tipo de muestra no deben generalizarse a formas o construcciones estructurales diferentes.

Cuando el objeto de prueba es unresina de fenol formaldehído, se deben identificar su forma de presentación y su estado de curación antes de interpretar los datos de exposición química.

Estándares de prueba relevantes

Dos estándares ampliamente referenciados proporcionan marcos estructurados para evaluar la resistencia de los materiales plásticos a los reactivos químicos.

ASTM D543-21, Prácticas estándar para evaluar la resistencia de los plásticos a los reactivos químicos, cubre la evaluación de materiales plásticos, incluidos productos resinosos laminados, moldeados en caliente y en frío, y materiales en láminas. Presenta procedimientos bajo la Práctica A (Prueba de Inmersión) y la Práctica B (Esfuerzo Mecánico y Exposición de Reactivos bajo Condiciones Estandarizadas de Deformación Aplicada). Los enfoques de acondicionamiento incluyen la inmersión y el método del parche húmedo, según el contexto de aplicación previsto. Los cambios medidos pueden incluir peso, dimensiones, apariencia, color, resistencia y otras propiedades mecánicas.

ISO 175:2010, Plásticos - Métodos de prueba para la determinación de los efectos de la inmersión en productos químicos líquidos, especifica métodos para exponer muestras de prueba de plástico sólido, libres de toda restricción externa, a productos químicos líquidos y determinar los cambios de propiedad resultantes. Sólo considera el ensayo por inmersión de toda la superficie de la probeta. Se aplica a los plásticos sólidos en forma de placas, tubos, varillas o láminas con un espesor superior a 0,1 mm y no se aplica a los materiales celulares. No cubre el agrietamiento por tensión ambiental. Los procedimientos ISO 175 descritos aquí se refieren a muestras de plástico sólido y no deben presentarse como pruebas directas de una resina líquida o en polvo sin curar.

Comparación entre estándares

ASTM D543-21 señala que ISO 175 aborda temas similares a la Práctica A pero difiere en contenido técnico, y que los resultados obtenidos bajo las dos normas no se pueden comparar directamente. Los resultados obtenidos de los procedimientos ASTM D543 e ISO 175 no deben considerarse directamente comparables.

Ninguna norma prueba que las resinas fenólicas como clase sean resistentes a ningún ácido, base o disolvente específico. Definen métodos para realizar e informar una evaluación de una muestra específica bajo parámetros definidos.

Cómo revisar los datos de resistencia química

Al revisar datos de resistencia química para decisiones de ingeniería o adquisiciones, es útil verificar si la siguiente información está documentada. Estos son puntos de revisión prácticos; no todos están exigidos por ASTM D543-21 o ISO 175:2010. Los criterios de aceptación generalmente están definidos por la especificación, el cliente o el proyecto aplicable.

• Identificación del material: tipo de resina, referencia de formulación, estado de curado y descripción de la muestra.
• Entorno químico: Identidad química exacta y concentración.
• Condiciones de exposición: Temperatura de exposición y duración total.
• Modo de contacto: Inmersión, método de parche húmedo según lo define ASTM D543-21 u otra condición identificada.
• Condición de tensión: Sin tensión o probado según el procedimiento de tensión aplicada descrito en ASTM D543-21 Práctica B.
• Estándar de prueba: Estándar y procedimiento de referencia, como ASTM D543-21 Práctica A o ISO 175:2010.
• Propiedades medidas: cambios en masa, dimensiones, apariencia, color o resistencia mecánica.
• Criterios de aceptación: Umbrales que definen el desempeño aceptable o inaceptable para el servicio previsto, según lo especificado por el requisito aplicable.

Una afirmación genérica como "resistente a productos químicos" sin estos parámetros de respaldo proporciona una base inadecuada para la selección del material.

Consulta técnica

Al solicitar datos de resistencia química o evaluar un material de resina fenólica para una aplicación específica, proporcionar la siguiente información ayuda a respaldar una revisión de datos relevantes. Se deben identificar el método de prueba aplicable, la documentación requerida y los criterios de aceptación para la consulta específica.

Forma del material: resina pura curada, compuesto de moldeo, laminado, compuesto o artículo terminado.

• Detalles de formulación: Refuerzos, cargas o sistemas de aditivos, cuando corresponda.
• Reactivo químico: Identidad química específica y concentración.
• Temperatura de exposición: rango de temperatura de servicio previsto, cuando corresponda.
• Duración de la exposición: Tiempo total y si la exposición es continua o intermitente.
• Modo de contacto: Condiciones de contacto previstas, como inmersión, salpicadura o derrame, de modo que se pueda seleccionar un procedimiento de prueba aplicable.
• Estrés mecánico: Presencia y naturaleza de los esfuerzos de servicio.
• Geometría de la muestra o componente: dimensiones relevantes y condición de la superficie.
• Criterios de aceptación: Cambios permitidos en masa, dimensiones, apariencia o propiedades mecánicas para el servicio previsto.

Dónderesina fenólica para materiales compuestosestá bajo consideración, los datos de resistencia química deben generarse para el sistema compuesto curado relevante en lugar de inferirse únicamente del nombre de la familia de la resina.

Conclusión

Los materiales de resina fenólica se pueden evaluar para determinar su resistencia química, pero los datos resultantes son significativos sólo cuando la forma del material, el entorno químico, las condiciones de exposición y el método de prueba se definen explícitamente. No se aplica ninguna clasificación universal de resistencia a ácidos, álcalis o disolventes a la categoría de resina fenólica. La idoneidad para una aplicación objetivo debe establecerse utilizando datos generados a partir de la formulación curada específica o del artículo terminado en condiciones representativas del servicio.

Referencias

1. ASTM Internacional. (2021). ASTM D543-21, Prácticas estándar para evaluar la resistencia de los plásticos a los reactivos químicos.https://doi.org/10.1520/D0543-21
2. Organización Internacional de Normalización. (2010). ISO 175:2010, Plásticos - Métodos de prueba para la determinación de los efectos de la inmersión en productos químicos líquidos (3ª ed.).https://www.iso.org/standard/55483.html