چه در صنعت داروسازی و چه در تولید مواد شیمیایی کار می‌کنید، یافتن مواد مقاوم در برابر اسید در آزمایشگاه‌ها یا امکانات تولیدی ایمن و سازگار بخش مهمی از کار است. خوشبختانه، برای کسانی که به دنبال تاثیر اسید روی پلاستیک هستند و قصد دارند از آن‌ها در محیط کار استفاده کنند، خبر خوبی داریم. مواد مقاوم در برابر اسید فراوانی برای انتخاب وجود دارد و مزایای متفاوت هر کدام می‌تواند به شما کمک کند تا بفهمید کدام یک برای مورد استفاده خاص شما بهترین است.
چرا پلاستیک‌ها به طور گسترده برای ذخیره مایعات و به طور خاص تر، مواد شیمیایی مانند اسیدها استفاده می‌شوند؟ به عنوان مثال انواع گالنهای پلاستیکی در احجام مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. پاسخ ساده است، پلاستیک‌ها نه تنها قوی و سبک وزن هستند، بلکه بسیار مقاوم هستند، به ویژه در برابر محلول‌های شیمیایی اسیدی عملکرد خوبی دارند. در واقع، چندین خانواده از پلاستیک‌ها به طور ویژه با در نظر گرفتن سازگاری شیمیایی توسعه یافته‌اند و آن‌ها را به یک راه حل ترجیحی برای ذخیره مایعات خورنده و حتی اسیدهای غلیظ تبدیل می‌کند. از همین روی تولید کنندگان عمده ظروف و قطعات پلاستیکی در حال توسعه هستند.
تاثیر اسید روی پلاستیک به توانایی و سازگاری شیمیایی این ماده برای جلوگیری از تخریب در هنگام تماس با مواد شیمیایی اشاره دارد و خواص خود را برای مدت طولانی حفظ می‌کند. در حالی که بسیاری از پلاستیک‌های مقاوم در برابر مواد شیمیایی، به‌ویژه اسیدها، وجود دارد، ما برای هدف این مقاله بر روی چند نوع رایج تمرکز کردیم.
همچنین توجه به این نکته مهم است که عوامل زیادی می‌توانند بر مقاومت پلاستیک در برابر اسیدها تأثیر بگذارند که مهمترین آن‌ها غلظت اسید، نوع اسید، دما و طول مدت قرار گرفتن در معرض آن است.
1.PTFE (یا تفلون)
PTFE که معمولا به عنوان تفلون نیز شناخته میشود، یکی از مقاوم‌ترین مواد موجود در برابر اسید است و معمولا در آزمایشگاه شیمیایی و دارویی استفاده میشود. گذشته از اینکه در برابر بسیاری از اسیدهای مورد استفاده در آزمایشگاه‌ها مقاوم است، اکثر مردم PTFE (یا پلی تترافلوئورواتیلن) را به عنوان یکی از بهترین مواد برای خواص اصطکاک کم می‌شناسند.
در واقع، به جز کربن الماس مانند (DLC) دومین ضریب کمترین را در بین سایر جامدات شناخته شده دارد. با این حال، آنچه بسیاری از مردم نمی‌دانند این است که PTFE به عنوان روان کننده می‌تواند اصطکاک کمتری را به شکل سایش و پارگی کمتر و مصرف انرژی در تجهیزات و ماشین آلات تولیدی ارائه دهد.
در بحث تاثیر اسید روی پلاستیک و کاربردهای آن، پوشش‌های PTFE می‌توانند خطر چسبیدن باکتری‌ها به تجهیزات بیمارستانی را به حداقل برسانند و به طور موثر احتمال گسترش عفونت‌ها را کاهش دهند.
پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE)، یک فلوروپلیمر با مشخصات بالا است. این پلاستیک با کارایی بالا به دلیل مقاومت حرارتی چشمگیر آن در برابر سرما و گرما ارزشمند است که محدوده دمای عملیاتی گسترده‌ای از -۲۰۰ درجه سانتیگراد تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد را ارائه می‌دهد. از آنجایی که PTFE از نظر شیمیایی بی‌اثر است، می‌تواند حتی خورنده‌ترین محیط‌ها را نیز تحمل کند و در برابر اکثر انواع اسیدها مقاومت می‌کند.
2.Hastelloy
Hastelloy یک سوپرآلیاژ فلزی است که در برابر اسیدها بسیار مقاوم است، اما در درجه اول در موارد بسیار مهم در صنایع هوافضا، پردازش شیمیایی و صنعت توربین گاز استفاده میشود. به این دلیل است که Hastelloy مزیت اضافه کار با ویژگی‌های فشار و دمای بالا را ارائه می‌دهد. از آنجایی که Hastelloy برای محیط‌های با دمای بالا و استرس بالا، مانند داخل راکتورهای شیمیایی، عالی است، یکی از گران‌ترین مواد مقاوم در برابر اسید است. با توجه به هزینه بالای آن، همیشه بهینه‌ترین راه حل برای اکثر آزمایشگاه‌ها نیست، مگر اینکه در یک محیط بسیار خورنده کار کنید.
3.PVDF
پلی وینیلیدین (یا PVDF) یک ماده مقاوم در برابر اسید است (البته نه به اندازه PTFE) که برای بسیاری از موارد مختلف با خلوص بالا استفاده میشود. نسبت به برخی از نمونه‌های مقاوم در برابر اسید خود مانند PTFE انعطاف پذیرتر است و می‌توان آن را تزریق، قالب گیری یا جوش استفاده کرد.
به دلیل تاثیر اسید روی پلاستیک و انعطاف‌پذیری آن، اغلب به عنوان یک عایق برای سیم‌ها و به عنوان لوله برای مایعات با خلوص بالا استفاده میشود. PVDF به اندازه سایر مواد در برابر دما مقاوم نیست، بنابراین توانایی آن را برای کار در طیف وسیعی از موارد آزمایشگاهی شیمیایی و دارویی مختل می‌کند.
4.پلی پروپیلن
پلی پروپیلن یک پلیمر ترموپلاستیک است که ناهموار و مقاوم در برابر بسیاری از اسیدها است. همچنین می‌تواند هم به عنوان پلاستیک و هم به عنوان فیبر عمل کند و به همین دلیل یکی از بهترین کاربردها را در بین پلاستیک‌ها دارد. این واقعیت که تولید آن نسبتا ارزان است نیز ضرری ندارد. تقریبا همیشه پلی پروپیلن را در قطعات پلاستیکی کوچک برای لوازم الکترونیکی مصرفی و لوازم خانگی پیدا خواهید کرد، اما به دلیل خواص مقاوم در برابر اسید آن، انتخاب محبوبی برای تجهیزات آزمایشگاهی نیز می‌باشد. در تصویر رو به رو درب مام رول پلاستیکی ساخته شده از پلی پروپیلن در کارخانه ساپل را مشاهده می فرمایید.
اغلب به رنگ سفید، پلی پروپیلن (PP) یک پلیمر ترموپلاستیک نیمه کریستالی است که به طور گسترده در ساخت ظروف، بطری پلاستیکی و اقلام ذخیره‌سازی مختلف استفاده میشود. این ماده نه تنها مقرون به صرفه و همه کاره است، بلکه سبک وزن و بسیار بادوام است. به لطف اینرسی شیمیایی، سازگاری اسیدی مفیدی را ارائه می‌دهد. به همین دلیل است که اغلب در ساخت مخازن ذخیره مواد شیمیایی استفاده میشود.
جدا از چند اسید با غلظت بالا، PP به راحتی می‌تواند در معرض قرار گرفتن طولانی مدت در برابر طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی اسیدی مقاومت کند. با این حال، سایر پلاستیک‌های «بالاتر»، مانند PVDF یا ECFTE، برای کاربردهایی که مخازن در دمای بالا کار می‌کنند، باید در نظر گرفته شوند.
5.PEEK
پلی اتر اتر کتون (PEEK) یک ترموپلاستیک نیمه بلوری محکم است که می‌تواند در برابر دماهای بالا مقاومت کند. می‌توان آن را تقریبا مانند فلز ماشین کاری کرد، بنابراین در موارد مختلفی مانند عایق کابل برق، قطعات پیستونی، یاتاقان‌ها، پمپ‌ها و دریچه‌های صفحه کمپرسور استفاده میشود. این روزها پیشرفت‌های جدید در پردازش PEEK به آن توانایی رفتار حافظه شکلی را داده است که کاربردهای زیادی در جراحی ارتوپدی دارد. با این حال، PEEK هزینه بیشتری برای کار کردن دارد، بنابراین معمولا فقط در برنامه‌های بسیار خاص استفاده میشود.
پلی اترترکتون یک ترموپلاستیک نیمه کریستالی از خانواده پلی آریل اترکتون است. به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی آن شناخته شده است، در زمینه هوافضا، بخش تولید و صنایع غذایی استفاده میشود. این پلاستیک سخت و بسیار سفت در برابر کشش، محصولات شیمیایی و دماهای بالا مقاوم است. این ماده پایدار می‌ماند و خواص خود را حتی زمانی که در معرض دمای تا ۴۸۲ درجه فارنهایت (۲۵۰ درجه سانتیگراد) قرار می‌گیرد، حفظ می‌کند.
همچنین PEEK خواص فیزیکی خود را حتی در تماس با اسیدهای ضعیف یا با قدرت متوسط حفظ می‌کند. با این حال، در دماهای بالا، PVDF نسبت به PEEK در برابر اسیدهای بسیار غلیظ بسیار مقاوم‌تر است.
6.PFA
پرفلوئوروآلکوکسی آلکان (یا PFA) یک ماده مقاوم در برابر اسید است که ادعای اصلی شهرت آن توانایی آن در قالب‌گیری تزریقی است. این ماده بسیار مقاوم در برابر خوردگی است، بنابراین اغلب در کار با مواد شیمیایی تهاجمی استفاده میشود. این ماده دارای خواصی است که بسیار شبیه PTFE است، اما توانایی آن برای پردازش مذاب به آن در موارد مختلفی مزیت بزرگی محسوب میشود که نیاز به قالب گیری تزریقی دارند. به همین دلیل، با این حال، سفارشی کردن آن ممکن است گران باشد.
7. ECTFE (اتیلن کلروتری فلوئورواتیلن)
اتیلن کلروتری فلوئورواتیلن یک فلوئوروپلیمر است که مخصوصا برای خورنده‌ترین محیط‌ها ساخته شده است. مقاومت عالی در برابر اسیدهای رقیق و با غلظت بالا دارد. این ماده عمدتا در صنایع شیمیایی و دارویی استفاده میشود. مانند PFTE، ECTFE دارای محدوده دمای عملیاتی گسترده‌ای از -۷۶ درجه سانتیگراد تا ۱۴۸ درجه سانتیگراد است.
8. PVDF (پلی وینیلیدین فلوراید)
پلی وینیلیدین فلوراید یک پلاستیک با کارایی بالا است که برای کاربردهای بسیار خاص استفاده میشود. خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی قابل توجهی دارد که همگی نسبت به سایر پلاستیک‌های خانواده فلوروپلیمرها برتری دارند. این پلاستیک پیشرفته از مقاومت حرارتی بالایی نیز برخوردار است.
این ماده گران قیمت بیشتر در محیط‌های سخت استفاده میشود. بنابراین اغلب در ساخت مخازن و آسترهایی استفاده میشود که می‌توانند اسیدهای غلیظ و سایر مواد شیمیایی بسیار خورنده ذخیره شده در دماهای بالا را تحمل کنند. مانند PFTE، PVDF می‌تواند در برابر تماس طولانی مدت با طیف گسترده‌ای از اسیدهای با غلظت بالا مقاومت کند.
سخن پایانی
همانطور که قبلا ذکر شد، تاثیر اسید روی پلاستیک و دیگر مواد مقاوم در برابر اسید به عوامل زیادی بستگی دارد. نوع انتخاب پلاستیک اهمیت بسیار زیادی دارد. برای انتخاب درست، مهم است که به نمودار و برگه داده مربوطه مراجعه کنید. همچنین ارزیابی تمام محدودیت‌هایی که پلاستیک در معرض آن‌ها قرار می‌گیرد برای اطمینان از بهترین سازگاری برای کاربرد مورد نظر بسیار مهم است.
گالن پلاستیکی
بطری پلاستیکی
درب پلاستیکی
