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  • Chemikalienbeständige Kunststoffe

    Werkstoffe, Anwendungen und Auswahlkriterien

    Chemische Medien kommen in zahlreichen Maschinen, Anlagen und Prozessen zum Einsatz. Für eine hohe Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit müssen Konstrukteure ihre Anlagen so planen und konstruieren, dass die Bauteile dem Kontakt auch mit aggressiven Chemikalienstandhalten. Kommen Medien wie beispielsweise Salzsäure (HCl), Schwefelsäure (H2SO4), Chromsäure (H2CrO4) oder Flusssäure (HF) zum Einsatz, hat das Thema Betriebssicherheit oberste Priorität. Ein Schadensfall, beispielsweise mit aggressiver Salzsäure (HCl), wäre katastrophal.

    Bei der Planung und Entwicklung von Anlagen und Maschinen spielen chemikalienbeständige Kunststoffe eine wichtige Rolle. Allerdings eignet sich nicht jeder Kunststoff für den Kontakt mit jedem chemischen Medium. Informationen zur chemischen Beständigkeit von Kunststoffen findet man dabei häufig in Übersichtstabellen. Die Ergebnisse betrachten meist jedoch nur einzelne Kriterien. Eine Kombination verschiedener Einflussfaktoren lässt sich meist nur in der Praxis und für jede Anwendung individuell prüfen.

    Für die Auswahl passender chemikalienbeständiger Werkstoffe müssen Konstrukteure also immer die spezifischen Einflussfaktoren in ihrer Anwendung berücksichtigen.

    Umfangreiche Datenbank: Chemikalienbeständige Werkstoffe

    Bei Röchling Industrial bieten wir Ihnen langjährige Erfahrung und eine umfangreiche Datenbank in Bezug auf die Chemikalienbeständigkeit von Kunststoffen. Unsere thermoplastischen und duroplastischen Kunststoffe sind seit Jahrzehnten in zahlreichen Industrien im Einsatz. Dort halten sie verschiedenen aggressiven chemischen Medien stand und tragen zu einer hohen Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit der Anwendungen bei. 

    • Welche chemischen Medien kommen in Ihrer Anwendung in welcher Konzentration und mit welcher Einwirkzeit zum Einsatz? 
    • Welchen Faktoren können die chemische Beständigkeit des Kunststoffes beeinflussen? Beispielsweise eine hohe Dauereinsatztemperatur, mechanische Belastung, Witterungsbeständigkeit oder Anforderungen an das Brandverhalten?
    • Welcher chemikalienbeständige Werkstoff ist unter diesen Bedingungen der sicherste und wirtschaftlichste? 

     

     

    Welche chemischen Medien kommen zum Einsatz?

    Zentrales Kriterium für die Auswahl passender chemikalienbeständiger Kunststoffe ist das jeweilige chemische Medium, das in der Anwendung zum Einsatz kommt: 

    • Wie ist die genaue Bezeichnung?
    • In welcher Konzentration kommt es zum Einsatz?
    • In welcher Zusammensetzung möchte es der Anlagenbetreiber nutzen?

    Abhängig von der Konzentration des Mediums und mit zunehmender Einwirkzeit nimmt die chemische Widerstandsfähigkeit von Werkstoffen, die mit dem Medium in Kontakt kommen, in der Regel ab. Das muss bei der Wahl des Werkstoffs berücksichtigt werden. Nur anhand des Mediums kann allerdings keine Aussage darüber getroffen werden, ob sich ein Kunststoff für eine Anwendung eignet. Die Beständigkeit gegen die im Prozess eingesetzten Chemikalien kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden.

    Chemikalienbeständigkeit: Kunststoffe, chemische Medien und Anwendungsbereiche

    Unsere chemikalienbeständigen thermoplastischen und duroplastischen Kunststoffe werden weltweit seit Jahrzehnten von Konstrukteuren, Entwicklern und Anlagenbetreibern überall dort genutzt, wo chemische Medien gelagert oder in Prozessen eingesetzt werden.

    Bewährte chemikalienbeständige Kunststoffe sind z.B.:

    • Polystone® G – Polyetyhlen (PE-HD)
    • Polystone® P – Polypropylen (PP)
    • Trovidur® – Polyvinylchlorid (PVC)
    • Polystone® PVDF – Polyvinylidenfluorid (PVDF)
    • SUSTAPVDF – Polyvinylidenfluorid (PVDF)
    • SUSTAECTFE – Ethylenchlortrifluorethylen (E-CTFE)
    • SUSTAPEEK – Polyetheretherketon (PEEK)  
    • Durostone® glasfaserverstärkte Kunststoffe

    Typische Medien sind beispielsweise:

    • Salzsäure (HCl)
    • Schwefelsäure (H2SO4)
    • Chromsäure (H2CrO4
    • Flusssäure (HF)
    • Salpetersäure (HNO3)
    • Phosphorsäure (H3PO4)
    • Chlorwasser (Cl2*H2O)
    • Natriumchlorid (NaCI)
    • Calciumchlorid (CaCl) 
    • Natronlauge (NaOH)

    Typische Anwendungsbereiche:

    • Behälter zur Lagerung von Flüssigkeiten
    • Galvanikanlagen und Stahlbeizanlagen
    • Abluftreinigungsanlagen & Lüftungsanlagen
    • Oil & Gas-Industrie
    • Maschinenbau
       

    Welche Faktoren können die chemische Beständigkeit von Kunststoffen beeinflussen?

    Zu den maßgeblichen Einflussfaktoren gehören die Dauereinsatztemperatur, mechanische Belastungen, Witterungseinflüsse, Anforderungen an das Brandverhalten und die elektrische Leitfähigkeit. Bietet ein Werkstoff beispielsweise eine hohe Beständigkeit gegen ein bestimmtes Medium, aber eignet sich nicht für die vorgesehene Dauereinsatztemperatur in der Anwendung, muss ein anderer Werkstoff gewählt werden.

    Dauereinsatztemperatur: Alle für die Widerstandsfähigkeit relevanten chemischen und physikalischen Prozesse verlaufen mit steigender Temperatur schneller. Daher nimmt die Widerstandsfähigkeit eines Werkstoffes gegenüber chemischen Medien mit steigender Temperatur in der Regel ab. Dieses Verhalten kann deshalb beispielsweise für die Voraussage des Langzeitverhaltens eines Kunststoffes genutzt werden. Liegen Lagerungsversuchsergebnisse bei höheren als der verlangten Temperatur vor, so kann man abschätzen, wie das Verhalten bei Langzeiteinwirkung eines chemischen Mediums gegenüber einem Kunststoff bei der gesuchten niedrigen Temperatur sein wird.

    Mechanische Spannung: Einige Kunststoffe neigen in Kontakt mit aggressiven Medien zur Bildung von Spannungsrissen. Die gleichzeitige Einwirkung chemischer Medien und mechanischer Spannung kann die Rissfortpflanzung beschleunigen. Diese Erscheinung bezeichnet man als „umgebungsbedingte Spannungsrissbildung“ (environmental stress cracking, ESC). Spannungsrisse können die Wand eines Kunststoffteils vollständig durchdringen und damit zu Bruchflächen werden

    Witterungseinflüsse: Bestimmte Kunststoffe, die im Freien längere Zeit Sonnenlicht und Witterung ausgesetzt sind, werden unter dem Einfluss von Luftsauerstoff physikalisch-chemisch angegriffen. Die Folgen sind Verfärbung, Versprödung und der Verlust von mechanischen Eigenschaften. Dies beeinflusst auch die Beständigkeit gegen chemische Medien.

    Brandverhalten: Muss der Werkstoff in der Anwendung neben einer hohen Chemikalienbeständigkeit auch bestimmte Anforderungen an den Brandschutz erfüllen? Flammschutzmittel können die Chemikalienbeständigkeit von Werkstoffen beeinflussen.

    Elektrische Leitfähigkeit: In vielen Einsatzgebieten müssen Werkstoffe neben einer hohen Chemikalienbeständigkeit auch elektrisch leitfähig sein. Dies ist zum Beispiel bei der Lagerung von Medien mit einem geringen Flammpunkt, wie beispielsweise Heizölen, Ottokraftstoffen und Schmierölen, wichtig. Entsprechende Additive können ebenfalls die Chemikalienbeständigkeit beeinflussen.

    Anwendungsbeispiele:

    Behälter zur Lagerung chemischer Medien: Für den Einsatz in Behältern zur Lagerung chemischer Medien müssen Kunststoffe neben einer hohen Chemikalienbeständigkeit auch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber thermischer sowie statischer Belastung haben. Typische Medien sind: Salzsäure und Schwefelsäure. Da Lagerbehälter vielfach nicht im Gebäude, sondern im Außenbereich aufgestellt werden, ist zudem die UV-Beständigkeit des Werkstoffs erforderlich. Mehr Informationen zu unseren Kunststoffen für Lagerbehälter

    Rundbehälter für Salzsäure aus Polystone® G schwarz B 100-RC (PE-HD): Besonders chemikalien- und spannungsrissbeständig

    Konstruktionselemente für Abluftreinigungsanlagen: In Abluftreinigungsanlagen müssen Werkstoffe oft stark korrosiven Flüssigkeiten, Gasen und Schadstoffen standhalten. In Anlagen wie Tropfenabscheidern und Gaswäschern, kommen Anlagenbauteile mit verschiedenen Flüssigkeiten und Gasen in Kontakt, wie SO2 und SO3, die häufig stark korrosiv sind. Aufgrund ihrer besonderen Korrosionsbeständigkeit werden Bauteile aus duroplastischen und thermoplastischen Kunststoffen hier oft eingesetzt, wie beispielsweise für Behälter, Gehäuse und Lamellen-Wände. Mehr Informationen zu unseren Kunststoffen für Abluftreinigungsanlagen

     

    Lamellen-Wände aus Durostone®-Profilen (GFK) für einen Rauchgaswäscher: Halten dem Kontakt mit dem aggressivem Rauchgas langfristig stand und tragen so zur Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit der Anlagen bei

    Prozessbehälter für Galvanikanlagen: In Galvanikanlagen werden Gegenstände in einem elektrochemischen Prozess mit metallischen Überzügen versehen, um beispielsweise deren Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Je nach Einsatzart müssen die Kunststoffe neben der Chemikalienbeständigkeit eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen. Eine genaue Klärung der Beständigkeit des gewählten Kunststoffs gegen die eingesetzten Chemikalien bei vorgegebener Einsatztemperatur ist deswegen unbedingt erforderlich. Mehr Informationen zu unseren Kunststoffen für Galvanikanlagen

     

    Hält den hohen Einsatztemperaturen und eingesetzten Chemikalien langfristig stand: Aus Polystone® P Homopolymer grau (PP-H) hergestellter Prozessbehälter für eine Galvanikanlage zur Behandlung von Aluminiumteilen

    Prozessbehälter für Stahlbeizanlagen: Die Effizienz von Stahlbeizanlagen wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst: Bei der Konstruktion muss vor allem die Beiztechnologie, die chemischen Medien und Einsatztemperaturen berücksichtigt werden. Typische Medien sind: Salzsäure (HCl), Schwefelsäure (H2SO4), Flusssäure + Salpetersäure (HF + HNO3). Einige unserer Kunststoffe sind speziell für diese Anforderungen entwickelt: Sie haben eine sehr hohe chemische Widerstandsfähigkeit, Wärmebeständigkeit und sind leicht zu verarbeiten. Mehr Informationen zu unseren Kunststoffen für Stahlbeizanlagen

     

    Prozessbehälter aus Polystone® P Copolymer: Vereint eine hohe Festigkeit mit, einer guten Chemikalien- und Korrosionsbeständigkeit

    Konstruktionselemente für den Maschinenbau: Auch bei großer Belastung und nach unzähligen Betriebsstunden müssen Maschinen und Anlagen zuverlässig laufen. Je nach Anwendung müssen Konstruktionswerkstoffe hohen mechanischen Belastungen und Temperauren standhalten. Ebenso spielt der Kontakt mit Chemikalien, die im Prozess verwendet werden, eine wichtige Rolle: z.B. Trennmittel, Schmierstoffe und Betriebsmittel. Mehr Informationen über unser Angebot für den Maschinen- und Anlagenbau​​​​​​​

     

    Glastherm®-Wärmeisolierungen tragen mit ihrer hohen Wärmedämmung zur Reduzierung des Energiebedarfs in Holz- und Kunststoffpressen bei und bieten eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegen chemische Medien, die im Pressprozess als Abspaltprodukte entstehen können.

    Konstruktionskomponenten für die Förderung von Öl & Gas: Öl- und Gasreserven werden in immer anspruchsvolleren Gebieten gefördert. Es gibt kaum einen Bereich, in dem technische Anlagen und Ausrüstungen dauerhaft so extremen Einsatzbedingungen ausgesetzt sind. Einsatzwerkstoffe kommen hier in Kontakt mit Medien wie Öl, Gas, korrosiven chemischen Medien, Schmierstoffe, Sauergas und Betriebsmitteln. Bauteile aus unseren Kunststoffen sind hier beispielsweise Dichtungen, Verbindungselemente, Verschlusskappen oder Stützringe. Mehr Informationen zu unserem Angebot für Oil & Gas

     

    Bei der Förderung von Öl & Gas sind Dichtungen nahezu überall im Einsatz: Je nach Anwendung variieren die thermischen, chemischen und mechanischen Belastungen

    Anlagenkomponenten in der Waferherstellung: Wafer für Solaranlagen werden in der Herstellung mit aggressiven Säuren geätzt. So wird eine Oberfläche gebildet, die möglichst viel Licht einfangen kann. Konstrukteure weltweit nutzen zum Bau der Anlagen unsere chemisch besonders widerstandsfähigen Werkstoffe wie Polystone® PVDF, Polystone® P (PP) natur oder Trovidur ET (PVC). Mehr Informationen zu unserem Angebot Solaranlagen
     

     

    Waferherstellung: Im Prozess werden aggresive Säuren eingesetzt
    (Bild mit freundlicher Genehmigung von RENA)

    Produktprogramm:

    Sie erhalten unsere chemikalienbeständigen Kunststoffe als:

    Thermoplastische Kunststoffe:

    Faserverstärkte Kunststoffe:

    Kontakt:

    Unsere erfahrenen Anwendungstechniker beraten Sie gerne bei der Auswahl der passenden chemikalienbeständigen Kunststoffe für Ihre Anwendung. Nutzen Sie einfach unser Kontaktformular unten auf der Seite und sprechen Sie uns an.

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