Τι καθιστά το πολυουρεθάνιο τόσο χημικά ανθεκτικό; Πολλά έχουν να κάνουν με τη διάταξη των μορίων του. Βασικά, το υλικό περιέχει εναλλασσόμενα τμήματα που είναι είτε μαλακά είτε σκληρά, και αυτή η δομή του προσδίδει τόσο ευελιξία όσο και αντοχή, όποτε χρειάζεται. Οι ειδικοί δεσμοί ουρεθάνης καθ' όλη την έκταση του υλικού δρουν ως ισχυροί κρίκοι που δεν διασπώνται εύκολα όταν εκτίθενται σε δριμείς χημικές ουσίες. Οι επιστήμονες έχουν βρει τρόπους να ρυθμίζουν την ισορροπία μεταξύ αυτών των μαλακών και σκληρών τμημάτων, επιτρέποντας στους κατασκευαστές να δημιουργούν εκδόσεις πολυουρεθάνιου που αντέχουν καλύτερα σε πράγματα όπως διαλύτες και ακόμη και σε ορισμένα οξέα. Λόγω αυτής της προσαρμοστικότητας, βιομηχανίες που κυμαίνονται από την αυτοκινητοβιομηχανία μέχρι εργοστάσια επεξεργασίας χημικών εξαρτώνται από το πολυουρεθάνιο για εξαρτήματα που χρειάζεται να αντέχουν σε δύσκολα χημικά περιβάλλοντα, χωρίς να καταστρέφονται με την πάροδο του χρόνου.
Ένας ακόμη σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει την αντοχή των πολυουρεθανών στα χημικά είναι κάτι που ονομάζεται διασύνδεση. Στην ουσία, αυτό σημαίνει τη δημιουργία ενός είδους τρισδιάστατου δικτύου σε όλη τη δομή του πολυμερούς, καθιστώντας το πολύ πιο ανθεκτικό όταν αντιμετωπίζει δριμείς χημικές ουσίες. Υπάρχουν αρκετοί τρόποι με τους οποίους οι κατασκευαστές επιτυγχάνουν αυτό το αποτέλεσμα διασύνδεσης. Κάποιοι χρησιμοποιούν θερμική επεξεργασία, άλλοι προσθέτουν ειδικά χημικά ή εφαρμόζουν καταλύτες κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Κάθε μέθοδος παρέχει διαφορετικά επίπεδα προστασίας από τη χημική επίθεση. Έρευνες σε διάφορες βιομηχανίες δείχνουν ξεκάθαρα ότι τα υλικά με πυκνότερες διασυνδέσεις αντέχουν καλύτερα σε δύσκολα χημικά, όπως διαλύτες και οξέα. Για προϊόντα που εκτίθενται τακτικά σε αυτές τις ουσίες, η κατάλληλη διασύνδεση κάνει τη διαφορά ως προς το πόσο μεγάλη θα είναι η διάρκεια ζωής τους πριν αρχίσουν να υποβαθμίζονται σε απαιτητικά βιομηχανικά περιβάλλοντα.
Η ανθεκτικότητα των φύλλων πολυουρεθάνης μειώνεται όταν εκτίθενται σε διάφορες χημικές ουσίες, όπως οξέα, βάσεις και διαλύτες. Δοκιμές σε εργαστήρια δείχνουν ότι η αντοχή αυτών των υλικών ποικίλλει σημαντικά, ανάλογα με το είδος της χημικής ένωσης στην οποία υποβάλλονται. Για παράδειγμα, πολλοί τύποι πολυουρεθάνης αντέχουν αρκετά καλά σε ορισμένα οξέα και διαλύτες, αλλά αντιμετωπίζουν σοβαρές δυσκολίες όταν έρχονται σε επαφή με ισχυρές αλκαλικές ουσίες για μεγάλο χρονικό διάστημα. Το υλικό τείνει να διασπάται μετά από παρατεταμένη επαφή με αυτές τις δριμείες βάσεις. Γι' αυτό είναι πολύ σημαντικό να επιλέγεται το κατάλληλο προϊόν πολυουρεθάνης, ανάλογα με το χημικό περιβάλλον στο οποίο θα υποβάλλεται. Η σωστή επιλογή εμποδίζει την αποτυχία του υλικού και διασφαλίζει την καλή λειτουργία των φύλλων για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
Οι αλλαγές στη θερμοκρασία και οι περιβαλλοντικές συνθήκες σίγουρα επηρεάζουν τη χημική αντοχή των πολυουρεθανικών επιφανειών. Όταν οι θερμοκρασίες γίνονται πολύ υψηλές, το υλικό αρχίζει να μεταβάλλεται σε φυσικό επίπεδο, γεγονός που σημαίνει πως δεν θα αντέχει τόσο καλά όταν εκτίθεται σε διάφορα χημικά επί μακρόν. Επίσης, παίζει ρόλο και το περιβάλλον. Τα επίπεδα υγρασίας και οι ενοχλητικές υπεριώδεις ακτίνες από τον ήλιο επιταχύνουν πολύ περισσότερο από ό,τι αναμένεται τη διάσπαση των υλικών πολυουρεθάνης. Η μελέτη της κατάστασης σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις διαφόρων τομέων δείχνει πως η διατήρηση των σωστών θερμοκρασιακών περιθωριών και η προστασία από τις καιρικές συνθήκες καθορίζουν τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων πολυουρεθάνης. Για τους κατασκευαστές που χρησιμοποιούν προϊόντα πολυουρεθάνης καθημερινά, ο έλεγχος αυτών των περιβαλλοντικών παραγόντων δεν είναι απλώς καλή πρακτική, αλλά απαραίτητος για να επιτυγχάνεται η μέγιστη απόδοση από τις επενδύσεις τους.
Όταν χρησιμοποιούνται αντλίες χημικών ανθεκτικές στα οξέα, η απόδοση της πολυουρεθάνης έχει μεγάλη σημασία. Αν κάτι πάει στραβά σε αυτές τις περιπτώσεις, οι εταιρείες αντιμετωπίζουν συχνά σημαντικές διακοπές και ακριβές επισκευές. Σύμφωνα με την εμπειρία πολλών μηχανικών τα τελευταία χρόνια, η προσθήκη πολυουρεθάνης σε συστήματα που εκτίθενται σε διαβρωτικά χημικά έχει ως αποτέλεσμα τα εξαρτήματα να διαρκούν πολύ περισσότερο. Οι περισσότεροι επαγγελματίες στον τομέα θα σας πουν ότι η χρήση υλικών πολυουρεθάνης καλής ποιότητας σε συνδυασμό με σύγχρονες χημικές αντλίες παρέχει στο σύνολο του συστήματος μεγαλύτερη αντοχή στη φθορά. Αυτός ο συνδυασμός βοηθάει στη διατήρηση της ομαλής λειτουργίας για μεγάλο χρονικό διάστημα, χωρίς συνεχείς πονοκέφαλους συντήρησης.
Τα πρότυπα δοκιμών ASTM και ISO διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο όσον αφορά τον έλεγχο της αντοχής υλικών, όπως της πολυουρεθάνης, στα χημικά. Τα πρότυπα αυτά παρέχουν σαφείς οδηγίες, ώστε να εξασφαλίζονται συνεπείς αποτελέσματα κατά τη διάρκεια των δοκιμών. Κατά την πραγματική διαδικασία δοκιμής, τα δειγματικά υλικά εκτίθενται σε διάφορα χημικά εντός εργαστηριακών συνθηκών που προσομοιώνουν τις πραγματικές συνθήκες χρήσης. Όταν οι κατασκευαστές ακολουθούν αυτές τις προκαθορισμένες μεθόδους δοκιμής, λαμβάνουν αξιόπιστα δεδομένα που τους βοηθούν να βελτιώσουν τα προϊόντα τους και επιτρέπουν στους πελάτες να γνωρίζουν με ακρίβεια την απόδοση που μπορούν να αναμένουν από τα υλικά αυτά. Μια τόσο εξονυχιστική δοκιμή δεν αποτελεί απλώς μια καλή πρακτική, αλλά είναι απαραίτητη για τη διατήρηση αυστηρού ελέγχου ποιότητας σε όλη τη διαδικασία παραγωγής των υλικών.
Η ερμηνεία των αριθμών ανθεκτικότητας από δοκιμές ASTM και ISO έχει μεγάλη σημασία όταν επιλέγονται υλικά που αντέχουν σε χημικές ουσίες. Αυτό που πραγματικά μετρούν αυτές οι δοκιμές περιλαμβάνει πράγματα όπως η δύναμη που μπορεί να αντέξει ένα υλικό πριν σπάσει (όριο θραύσης), πόσο επιμηκύνεται πριν σπάσει (ποσοστό επιμήκυνσης κατά τη θραύση) και αν παραμένει σκληρό ή μαλακό μετά από έκθεση σε συγκεκριμένα χημικά. Οι κατασκευαστές χρειάζονται όλες αυτές τις πληροφορίες για να καταλάβουν αν τα υλικά τους μπορούν να αντέξουν στις προκλήσεις που θα τους επιβληθούν. Για παράδειγμα, εταιρείες που παράγουν βάνες ή στεγανοποιητικά για βιομηχανική χρήση συχνά βασίζονται σε αυτά τα μεγέθη, γιατί θέλουν τα στεγανοποιητικά να διαρκούν χρόνια, παρά τη συνεχή επαφή με δυνατά χημικά. Όταν οι κατασκευαστές κατανοήσουν τη σημασία αυτών των αριθμών, μπορούν να κατασκευάσουν προϊόντα που θα λειτουργούν αξιόπιστα μέρα μετά από μέρα, εβδομάδα μετά από εβδομάδα, ακόμη και σε περιβάλλοντα όπου οι διαβρωτικές χημικές ουσίες είναι κομβικό μέρος της καθημερινής διαδικασίας.
Το καουτσούκ κερδίζει όλη τη δόξα όσον αφορά την ευελιξία, αλλά όσον αφορά την αντοχή σε χημικές ουσίες, το πολυουρεθάνιο κερδίζει συνήθως, ιδιαίτερα σε δύσκολες βιομηχανικές συνθήκες. Δοκιμές που συγκρίνουν αυτά τα υλικά δείχνουν συνεχώς ότι το πολυουρεθάνιο αντέχει καλύτερα σε σχισμές και φθορές, κάνοντάς το ένα προτιμώμενο υλικό για πράγματα όπως μεταφορικές ταινίες ή σφραγίσεις σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, όπου οι βλάβες μπορούν να είναι ακριβές. Οι αριθμοί το επιβεβαιώνουν επίσης - πολλές βιομηχανίες έχουν μεταπηδήσει από το καουτσούκ σε εξαρτήματα πολυουρεθάνιου επειδή διαρκούν περισσότερο και συνεχίζουν να λειτουργούν ακόμη και όταν υπόκεινται σε μεγάλες πιέσεις. Και για να το πούμε όπως είναι, κανείς δεν του αρέσει να αντικαθιστά εξαρτήματα κάθε λίγους μήνες. Οι εταιρείες εξοικονομούν χρήματα μακροπρόθεσμα, αφού δεν χρειάζεται να αντικαθιστούν τόσο συχνά φθαρμένα εξαρτήματα ή να επισκευάζουν ζημιές που προκαλούνται από τη διάσπαση κατώτερων υλικών.
Οι μεταλλικές ενώσεις τείνουν να διαβρώνονται αρκετά γρήγορα όταν έρχονται σε επαφή με ισχυρά χημικά, ωστόσο το πολυουρεθάνιο αντέχει πολύ καλύτερα σε αυτές τις συνθήκες. Μελέτες δείχνουν ότι η προσθήκη επιστρώσεων πολυουρεθάνης εσωτερικά σε δεξαμενές ή σωληνώσεις που εκτίθενται σε διαβρωτικές ουσίες μπορεί να προεκτείνει τη διάρκεια ζωής του μετάλλου από κάτω αρκετά χρόνια, εξοικονομώντας έτσι στις επιχειρήσεις δαπανηρές επισκευές στο μέλλον. Πολλοί μηχανικοί συνιστούν τη χρήση μετάλλων σε συνδυασμό με στρώματα πολυουρεθάνης αντί της χρήσης ενός μόνο υλικού. Το μέταλλο αναλαμβάνει τις δομικές απαιτήσεις, ενώ το πολυουρεθάνιο λειτουργεί ως θώρακας απέναντι στη χημική βλάβη. Αυτός ο συνδυασμός λειτουργεί ιδιαίτερα καλά σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, όπου το εξοπλισμός πρέπει να αντέχει τόσο σε μηχανική πίεση όσο και σε χημική έκθεση για μεγάλα χρονικά διαστήματα.
Η επιλογή μεταξύ αυτών των υλικών περιλαμβάνει την κατανόηση των συγκεκριμένων απαιτήσεων κάθε εφαρμογής και την επιλογή του κατάλληλου υλικού που ισορροπεί ανάμεσα στην απόδοση και την οικονομική αποτελεσματικότητα.
Το πολυουρεθάνιο έχει γίνει ένα προτιμώμενο υλικό για την κατασκευή εξοπλισμού που πρέπει να αντέχει σε οξέα και άλλους διαβρωτικούς παράγοντες, χάρη στην εντυπωσιακή του ανθεκτικότητα στη χημική επίθεση. Αυτό που το ξεχωρίζει είναι η εξαιρετική του απόδοση σε περιπτώσεις όπου εξαρτήματα από χάλυβα ή ελαστικό θα υποβαθμιζόταν γρήγορα, καθώς παρουσιάζει πολύ λιγότερα σημεία φθοράς με την πάροδο του χρόνου. Πραγματικές δοκιμές σε διάφορα βιομηχανικά περιβάλλοντα έχουν δείξει επανειλημμένα ότι τα εξαρτήματα που κατασκευάζονται από πολυουρεθάνιο διαρκούν σημαντικά περισσότερο όταν εκτίθενται σε διαβρωτικά χημικά, σε σχέση με τις συμβατικές εναλλακτικές. Για εταιρείες που χειρίζονται θειικό οξύ ή διαλύματα υδροξειδίου του νατρίου, αυτό μεταφράζεται σε λιγότερες αντικαταστάσεις και καλύτερη συνολική αξιοπιστία του συστήματος. Το υλικό διατηρεί την ακεραιότητά του υπό δύσκολες συνθήκες, κάτι που σημαίνει πως οι χειριστές των εγκαταστάσεων ξοδεύουν λιγότερα χρήματα για επισκευές και αντιμετωπίζουν λιγότερες απρόβλεπτες διακοπές κατά τις κρίσιμες περιόδους παραγωγής.
Οι επαγγελματίες του ναυτικού τομέα συχνά στρέφονται σε χημικά ανθεκτικό πολυουρεθάνη για προστατευτικές επενδύσεις, διότι αντέχει καλύτερα σε σχέση με τις περισσότερες εναλλακτικές λύσεις όσον αφορά τη διάβρωση από αλμυρό νερό και τις χημικές ζημιές. Δοκιμές στην πράξη δείχνουν ότι αυτά τα επιστρώματα υπερτερούν των παραδοσιακών επιλογών που είναι συνήθως διαθέσιμες σε πλοία και πλατφόρμες που εκτίθενται σε δύσκολες θαλάσσιες συνθήκες. Ιδιαίτερα για τις εγκαταστάσεις υπεράκτιων γεωτρήσεων, αυτό έχει μεγάλη σημασία, καθώς το κόστος για την επισκευή φθορών που προκαλούνται από το περιβάλλον φτάνει εκατομμύρια ευρώ ετησίως. Οι χειριστές αναφέρουν ότι τα έξοδα συντήρησης μειώθηκαν σημαντικά μετά την αλλαγή σε επενδύσεις πολυουρεθάνης, χάρη στη διάρκεια ζωής τους υπό συνεχείς πιέσεις. Ο ναυτιλιακός τομέας έχει παρατηρήσει αυτήν την τάση και πολλοί ναυπηγοί πλέον καθορίζουν την πολυουρεθάνη ως πρότυπο για κρίσιμες περιοχές που χρήζουν προστασίας από την έκθεση στο θαλασσινό νερό και σε βιομηχανικά χημικά.
EN
