Химическая стойкость Quick-Ref: Uhmwpe/Hdpe против распространенных промышленных сред

Если вы выбрали неправильный пластик для резервуара, подложки или грунтового коврика, вы не просто замените один лист.
Вы теряете производительность, убираете большой беспорядок, а иногда даже выбрасываете целую партию.

Вот почему мы так много говорим о химическая стойкость когда мы разрабатываем Листы и плиты из сверхвысокомолекулярного полиэтилена и полиэтилена высокой плотности в компании Dongxing Rubber.
Давайте рассмотрим реальную картину простыми словами и с помощью краткой таблицы, которую вы можете запомнить.

Почему химическая стойкость для листов СВМПЭ/ПЭНД имеет значение

На бумаге UHMWPE и HDPE выглядят одинаково:

оба из полиэтилена
оба легкие, прочные и легко поддаются обработке
и то, и другое характерно для резервуары, футеровка желобов, дорожные коврики, Борта для катка и накладки на крылья

Но в полевых условиях вас волнуют другие вещи:

будет ли этот лист размягчаться или разбухать в моем химикате?
что происходит, когда скачки температуры?
ведет ли он себя так же после пять лет промывки и CIP?
могу ли я поместить тот же материал в Пищевая зона и зона кислот?

Если ответ будет неверным, ваши красивые листы и плиты из сверхвысокомолекулярного полиэтилена высокой плотности станут еще одной головной болью при обслуживании.

Химическая стойкость UHMWPE/HDPE к неокисляющим кислотам, основаниям и солям

Сначала хорошие новости. Для большинства “обычных” технологических сред оба материала работают очень хорошо.

Типичный “зелёная зона” СМИ:

соляная кислота низкой и средней концентрации
разбавленная серная кислота
многие органические кислоты, такие как уксусная (при нормальном уровне)
Гидроксид натрия / каустическая сода
солевые рассолы, растворы удобрений, многие нейтральные солевые ванны

В этих случаях:

UHMWPE: очень мало атак, поверхность остается стабильной
ПНД: также очень мало изменяется, даже после длительного контакта при комнатной температуре

Вот почему многие растения используют Продукты PP/PE и Инженерные пластиковые листы MG для:

травильные баки
бункеры для удобрений
хранение соленой воды
салазки для промывки дымовых газов
поддоны для переноса химикатов

Если ваш список сред состоит в основном из неокисляющихся кислот, щелочей и солей при умеренной температуре, то UHMWPE и HDPE являются безопасными отправными точками.

Пределы в сильных окислительных кислотах и окислителях

Теперь красная зона.

И UHMWPE, и HDPE не любят:

высококонцентрированная азотная кислота
очень сильная серная (70-98 %) при высокой температуре
дымящиеся кислоты
сильные окислительные смеси (например, кислота + окислитель)
Агрессивные пероксидные смеси при высокой температуре
свободные галогены (хлор, бром) в сильной форме

В этом случае полимерная цепочка может растрескаться, поверхность станет хрупкой, и вы увидите растрескивание, растрескивание под напряжением или полное разрушение.

В этой области применяется обычная схема проектирования завода:

не стоит слишком усердствовать с СВМПЭ и ПЭВП
подумайте о фторполимерах или других высокотехнологичных материалах
или сохранить экспозицию короткий и холодный, Если вы действительно должны

Так, например, для линии травления в азотной кислоте полиэтиленовые листы обычно не являются основным материалом для стенок, они могут появляться только в небольших частях с контролируемым контактом.

Химическая стойкость UHMWPE/HDPE к органическим растворителям

С органическими растворителями дело обстоит несколько сложнее. Одного названия растворителя недостаточно, необходимо также знать его семейство.

В общем:

Спирты (этанол, изопропанол, многие гликоли)
- UHMWPE: хорошо ведет себя при комнатной температуре
- HDPE: также стабилен, изменение поверхности очень незначительно
Алифатические углеводороды (гексан, минеральное масло, дизельное топливо)
- UHMWPE: обычно “нормально, но следите за отеками”.”
- ПЭВП: аналогичное поведение, небольшое набухание при некоторых условиях
Ароматические вещества (толуол, ксилол) и хлорированные растворители
- и сверхвысокомолекулярный полиэтилен, и полиэтилен высокой плотности могут сильно разбухать
- механические свойства снижаются, особенно под нагрузкой
- при высокой температуре это становится очень плохо

Так что если вы прогоните насос с гексаном и небольшим количеством спирта, полиэтилен может быть в порядке.
Но для рециркуляции горячего толуола при высокой температуре это не лучшая идея. Вы же не хотите, чтобы опорные подушки сползали и провисали под рамой насоса.

Влияние температуры и концентрации на химическую стойкость

Именно здесь происходит множество ошибок в дизайне. Название химического вещества одно и то же, но условия не являются.

Основные правила:

выше температура = более быстрый приступ, больший отек
выше концентрация = более сильная атака
дольше время выдержки = больше повреждений
механическое напряжение + химический = риск растрескивания под напряжением

Так что резервуар из ПЭВП, который идеально подходит для кислоты 30 % при 25 °C, может начать страдать, если вы перейдете к 60 % при 60 °C.
То же химическое название, но другой мир.

Когда вы говорите с Dongxing Rubber о проекте, не просто отправляйте “серную кислоту”.
Отправить:

диапазон концентраций
рабочая температура и температура очистки
время контакта (непрерывный, порционный, разбрызгивание)
механическая нагрузка (статическая, динамическая, ударная)

Это настоящая речь инженера-технолога, а не просто рассуждения о каталогах.

Химическая стойкость и предел механической прочности UHMWPE в сравнении с HDPE

С точки зрения химии UHMWPE и HDPE очень близки.
Во многих таблицах их рейтинг химической стойкости выглядит практически одинаково.

Так почему же дизайнеры по-прежнему уделяют больше внимания сверхвысокомолекулярному полиэтилену для тяжелых работ?

Потому что UHMWPE имеет:

гораздо более высокая молекулярная масса
повышенная ударная прочность
повышенная износостойкость
отличное скольжение

Так что химическое окно похожа, но запас механической прочности больше.

Типичная логика в реальных проектах:

ПНД для резервуаров и больших плит в мягком режиме
UHMWPE для футеровки, ударных зон, днищ желобов, направляющих цепей, а также для защиты грунта и дорожных матов

При сочетании химического воздействия + истирания + удара UHMWPE является более безопасным выбором во многих сценариях, даже если чистый химический рейтинг одинаков.

Химическая стойкость чистящих средств для пищевой промышленности, напитков и фармацевтики

В проектах, связанных с продуктами питания и холодными цепочками, вы боретесь не только с химическими веществами.
Вы сражаетесь с ними вместе:

повторное полоскание горячей водой
частая чистка каустиком
дезинфицирующие средства, такие как гипохлорит
механическое воздействие от подносов, тележек, паллет

Здесь UHMWPE пользуется популярностью:

продукция для катка и доски
боковые направляющие конвейера
разделочные доски и износостойкие планки
Бамперы и противоударные накладки для холодильных камер

Почему? Потому что:

устойчив к типичным щелочам и слабым кислотам, применяемым при безразборной мойке.
Он справляется с солевыми брызгами и рассолом
не всасывает воду
долгое время сохраняет низкий уровень трения

Для радиационных зон или кабинетов ядерной медицины, свинцово-борные полиэтиленовые пластины добавьте еще один слой:

базовая полиэтиленовая матрица с хорошими химическими свойствами
плюс экранирующие наполнители для нейтронов и гамма-излучения

Таким образом, вы получаете совместимость со многими чистящими средствами, а также функцию экранирования.

Пример краткой справочной таблицы химической стойкости СВМПЭ/ПЭНД

Вы можете использовать эту таблицу в своих заметках по дизайну.
Это не полная спецификация, но она дает ощущение быстроты.

Медиагруппа	Типичные примеры	Поведение сверхвысокомолекулярного полиэтилена (окружающая среда)	Поведение ПЭВП (окружающая среда)	Комментарий к дизайну
Неокисляющие кислоты	HCl, разбавленная H₂SO₄, уксусная	Очень хорошо, мало или совсем не видно повреждений	Очень хорошо, видимых изменений практически нет	Часто используется для изготовления простыней, тарелок и подкладок.
Каустики и щелочи	Чистящие жидкости NaOH, KOH	Отличный, стабильный даже при высокой концентрации, если не слишком горячий	Превосходно, очень стабильно	Идеально подходит для резервуаров CIP, линий мойки, внутренних поверхностей шкафов.
Солевые растворы / рассолы	NaCl, нитраты, сульфаты	Превосходно, почти никакого эффекта	Превосходно, почти никакого эффекта	Хорошо подходит для удобрений, резервуаров для рассола, оборудования холодильных камер.
Спирты и гликоли	Этанол, IPA, гликоли	Очень хорошо, низкая отечность	Очень хорошо, низкая отечность	Подходит для систем дозирования и промывочных жидкостей.
Алифатические углеводороды	Гексан, минеральные масла	Хорошо, немного набухает при высокой температуре и длительном использовании	Хороший, похожий рисунок	Следите за комбинированной нагрузкой + температурой, рассчитайте некоторый запас.
Ароматические/галогенированные	Толуол, ксилол, хлорированные растворители	Набухание, снижение свойств при длительной или горячей эксплуатации	Набухание, часто не рекомендуется использовать в горячих условиях	Здесь лучше использовать другие пластики, а не UHMWPE/HDPE.
Сильные окислительные кислоты	Концентрированная HNO₃, горячая крепкая H₂SO₄.	Плохая, сильная атака и возможные трещины	Плохое и ограниченное, особенно при высоких температурах	Используйте более прочные материалы, полиэтилен только для очень мягких условий.

Конечно, всегда сверяйте итоговые данные с подробным графиком, но это, по крайней мере, поможет вам оставаться в правильной зоне.

Как использовать диаграммы химической стойкости, прежде чем звонить в Dongxing Rubber

В заключение, вот краткий “контрольный список инженера”, который вы можете использовать перед отправкой RFQ:

Перечислите все средства, включая чистящие жидкости и аварийные химикаты.
Для каждого из них напишите концентрацию, температуру и время контакта.
Отметьте, какие детали подвергаются ударам, скольжению или сильному износу.
Для зон износа в первую очередь подумайте о листах и вкладышах из сверхвысокомолекулярного полиэтилена.
Для больших статичных панелей с мягкой средой часто достаточно плит HDPE.
Для экранирования плюс химическая стойкость, обратите внимание на пластины из полиэтилена со свинцовым бором.

Когда вы поделитесь этой информацией с Dongxing Rubber, мы сможем подобрать для вас подходящий вариант:

правильный Листы и плиты из ПЭВП UHMWPE
нестандартные размеры и обработка
Поддержка OEM/ODM для изделий из PP/PE, нейлоновых листов, матов, бортов для катков и т.д.
оптовые продажи для ваших долгосрочных проектов

Таким образом, вы не просто “угадаете пластик”.
Вы создаете линию, которая работает стабильно, меньше протечек, меньше пожаротушения, а ваш клиент чувствует, что вы действительно знаете процесс, а не только каталог.