چرا پارچه شیشه‌فایبر پوشش‌دار با سیلیکون مقاوم در برابر خوردگی است؟

ویژگی‌های مقاومت شیمیایی پارچه شیشه‌فایبر پوشش‌دار با سیلیکون

پارچه شیشه‌فایبر پوشش‌دار با سیلیکون به دلیل ترکیب شیمیایی منحصربه‌فرد و ویژگی‌های محافظتی آن، مقاومت عالی در برابر خوردگی ارائه می‌دهد. همکاری بین زیرلایه شیشه‌فایبر E-glass و پوشش سیلیکونی متیل-وینیل-پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان (MVQ) یک سد محکم و بی‌اثر شیمیایی ایجاد می‌کند که برای محیط‌های صنعتی سخت‌گیرانه ایده‌آل است.

پایداری مولکولی پلیمرهای سیلیکونی در محیط‌های اسیدی و قلیایی

سیلیکون MVQ در مواجهه با محیط‌های خشن اسیدی-قاعدی عملکرد بسیار خوبی دارد. پوشش‌های آلی تمایل به تخریب دارند هنگامی که با اسیدها یا بازها در تماس قرار می‌گیرند، اما سیلیکون ترکیب منحصربه‌فردی از مؤلفه‌های معدنی و آلی دارد. این ماده پیوندهای قوی سیلیسیم-اکسیژن ایجاد می‌کند که حتی در برابر تلاش مولکول‌های آب برای شکستن آن‌ها نیز سالم باقی می‌مانند. به همین دلیل پایداری شیمیایی این ماده، عملکرد مداوم آن را در محیط‌هایی که pH از شدیداً اسیدی (حدود pH 2) تا شدیداً قلیایی (pH 12) نوسان دارد، تضمین می‌کند. این ویژگی سیلیکون MVQ را به ماده‌ای ایده‌آل برای استفاده در مکان‌هایی مانند کارخانه‌های شیمیایی که مواد خورنده فراوان هستند، یا در محصولاتی که باید سال‌ها در معرض عوامل جوی بیرونی مقاومت کنند بدون از دست دادن خواص محافظتی‌شان، تبدیل می‌کند.

بی‌تأثری در برابر عوامل اکسنده و حلال‌های رایج در محیط‌های صنعتی

پوشش‌های سیلیکونی به‌اندازه‌ای که با عوامل اکسیدکننده، حلال‌های مختلف یا بقایای مزاحم هیدروکربنی سوخت واکنش نشان می‌دهند، واکنش کمی دارند. این نوع پایداری شیمیایی برای وسایلی مانند ماشین‌های چمن‌زنی دیزلی و ماشین‌آلات سنگین صنعتی بسیار مهم است. در این مناطق، بخارات سوخت و مواد شیمیایی خورنده تمایل دارند که پوشش‌های محافظ معمولی را در طول زمان تجزیه کنند. چیزی که سیلیکون را متمایز می‌کند این است که برخلاف پوشش‌های PVC یا پلی‌اورتان که در شرایط مشابه متورم، چسبناک یا حل می‌شوند، سیلیکون متورم نمی‌شود، چسبناک نمی‌شود یا حل نمی‌شود. این بدین معناست که محافظت بهتری ارائه می‌دهد و مدت طولانی‌تری دوام دارد و نیاز به تعویض مداوم ندارد.

داده‌های مقایسه‌ای: فایبرگلاس پوشش‌دار سیلیکونی در مقابل فایبرگلاس پوشش‌دار PVC و PU در آزمون‌های خوردگی ASTM G101

آزمون استاندارد ASTM G101 برتری فایبرگلاس پوشش‌دار سیلیکونی را نشان می‌دهد:

نوع پوشش	مقاومت در برابر اسید (pH 2)	مقاومت در برابر قلیا (pH 12)	مقاومت در برابر حلال‌ها	عمر مفید تخمینی
سیلیکون	بدون تحلیل	بدون تحلیل	عالی	10–15 سال
پی‌وی‌سی	تخریب متوسط	تخریب شدید	فقير	۳–۵ سال
PU	تخریب شدید	تخریب متوسط	منصفانه	۲ تا ۴ سال

پس از ۱۰۰۰ ساعت قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی صنعتی، پارچه‌های روکش‌دار با سیلیکون بیش از ۹۵٪ از استحکام کششی اولیه خود را حفظ کردند، در حالی که روکش‌های PVC و PU در همان شرایط ۴۰ تا ۶۰ درصد از استحکام خود را از دست دادند.

چرا پایداری در برابر دمای بالا مقاومت در برابر pH پایین را بهبود می‌بخشد نه اینکه آن را تضعیف کند

پایداری حرارتی سیلیکون به جای تضعیف، با مقاومت شیمیایی آن همراه عمل می‌کند. در حالی که بیشتر پلیمرهای آلی در مواجهه همزمان با گرما و مواد شیمیایی تجزیه می‌شوند، سیلیکون در واقع با افزایش دما، بهتر در مقابل خوردگی مقاومت می‌کند. ساختار مولکولی شبکه‌ای آن باعث می‌شود که نفوذ یون‌های مضر به داخل ماده در دمای بالا دشوارتر شود. این موضوع در عمل به این معناست که توانایی تحمل گرما در واقع مقاومت شیمیایی آن را نیز افزایش می‌دهد. این ترکیب به سیلیکون خواص محافظتی استثنایی در محیط‌هایی می‌دهد که هم گرمای شدید و هم مواد خورنده به صورت همزمان وجود دارند، مانند سیستم‌های خروجی اگزوز خودروها یا پوسته‌های تجهیزات کارخانه‌ای که باید روز tras روز در شرایط سخت دوام بیاورند.

ترکیب مواد اصلی: نحوه همکاری E-Glass و لاستیک سیلیکون

زیرلایه فایبرگلاس E-Glass: یکپارچگی ساختاری و مانع نفوذ یون

فیبرگلاس E-glass به عنوان ستون فقرات بسیاری از کاربردهای صنعتی عمل می‌کند، زیرا استحکام مکانیکی مناسبی ارائه می‌دهد. آنچه این ماده را واقعاً متمایز می‌کند، توانایی تشکیل لایه‌ای ضخیم و عملاً غیرقابل نفوذ است که از حرکت یون‌ها از میان آن جلوگیری می‌کند. نحوه تولید آن با فیلامنت‌های پیوسته، یک سپر محافظ در برابر خوردگی ایجاد می‌کند و مواد شیمیایی مخرب را از هر سطح فلزی که در زیر آن قرار دارد دور نگه می‌دارد. علاوه بر این، از آنجا که این ماده در ذات خود بی‌آلی است، در معرض مواد شیمیایی مختلف تجزیه نمی‌شود و پس از سال‌ها کارکرد نیز شکل خود را حفظ می‌کند. و البته نباید تغییرات دما را فراموش کرد. از آنجا که E-glass ضریب انبساط حرارتی بسیار پایینی دارد، می‌تواند در برابر گرمای شدید یا سرمای زیاد مقاومت کند و در طول زمان ترک نخورد. این بدین معناست که تجهیزاتی که از این زیرلایه استفاده می‌کنند، برای دوره‌های طولانی‌تری قابل اعتماد باقی می‌مانند، به ویژه در محیط‌های سخت که مواد معمولی در آن‌ها دچار خرابی می‌شوند.

پوشش لاستیک سیلیکونی: مکانیسم اتصال عرضی متیل-وینیل-پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان (MVQ)

پوشش‌های سیلیکونی MVQ با استفاده از کاتالیزورهای پلاتینیوم پخت می‌شوند که این فرآیند منجر به ایجاد یک ساختار شبکه‌ای سه‌بعدی خاص می‌شود. چیزی که این ماده را متمایز می‌کند، مقاومت آن در برابر اکسیداسیون، آسیب‌های ناشی از اشعه ماوراء بنفش و نفوذ مواد شیمیایی است، در حالی که حتی در دماهای پایین‌تر از نقطه انجماد یا بالاتر از 250 درجه سانتی‌گراد نیز انعطاف‌پذیری خود را حفظ می‌کند. سطح این ماده بسیار آب‌گریز می‌شود و اندازه‌گیری‌های انرژی سطحی آن کمتر از 25 mN/m است. این ویژگی مانع چسبیدن الکترولیت‌ها به ماده می‌شود و در نتیجه از بروز خوردگی گالوانیک که در محیط‌های صنعتی سخت و در تماس فلزات مختلف رخ می‌دهد، جلوگیری می‌کند.

عملکرد در محیط‌های صنعتی و بیرونی سخت

پارچه شیشه‌فیبر با پوشش سیلیکونی در کاربردهای پیچیده عملکرد برجسته‌ای دارد و در معرض طولانی‌مدت شرایط شدید، یکپارچگی ساختاری و شیمیایی خود را حفظ می‌کند.

عملکرد بلندمدت در محل در صنایع پردازش شیمیایی: مطالعه پنج‌ساله شرکت داو شیمیکال (2021)

شرکت دو کِمیکال در سال 2021 آزمون میدانی انجام داد تا عملکرد این پارچه را در محیط‌های فرآوری شیمیایی در طی دوره پنج ساله بررسی کند. هنگامی که نمونه‌ها در معرض محیط‌هایی با قرارگیری مداوم در برابر بخارات اسیدی و تغییرات شدید دما از 40- درجه سانتی‌گراد تا 200 درجه سانتی‌گراد قرار گرفتند، هیچ نشانه‌ای از ترک‌های سطحی یا لایه‌لایه شدن نشان ندادند. چیزی که چشمگیرتر است این است که این مواد در طول دوره آزمایش حدود 95٪ از استحکام کششی اولیه خود را حفظ کردند. این یافته‌ها به وضوح نشان‌دهنده توانایی بالای این ماده در دوام طولانی‌مدت تحت شرایط سخت است و آن را در مقایسه با گزینه‌های روکش دیگر موجود در بازار برتر می‌کند.

مقاومت در برابر بخارات سوخت دیزل و فرآورده‌های جانبی هیدروکربنی در محفظه‌های ماشین‌های قاچ‌زن دیزلی

در ماشین‌های چمن‌زنی دیزلی و تجهیزات برقی فضای باز، این پارچه در برابر بخارات سوخت و فرآورده‌های جانبی هیدروکربنی مقاوم است و جذب یا متورم نمی‌شود. سطح غیرمتخلخل سیلیکونی آن در فضاهای بسته که بخارات در آن تجمع می‌یابند، یکپارچگی مانع را حفظ می‌کند و قطعات حساس را از تخریب محافظت کرده و عملکرد قابل اعتمادی در طول زمان تضمین می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی پوشش سیلیکونی که از خوردگی در طول زمان جلوگیری می‌کند

انرژی سطحی آب‌گریز (<25 mN/m) چسبندگی الکترولیت و خوردگی گالوانیک را به حداقل می‌رساند

پوشش‌های سیلیکونی دارای سطح انرژی بسیار پایینی زیر ۲۵ میلی‌نیوتن بر متر هستند که این ویژگی به آن‌ها خاصیت فوق‌العاده آب‌گریزی می‌دهد. این به چه معناست در عمل؟ به این معناست که این مواد با آب یا الکترولیت‌های خورندهٔ نامطبوع تمایلی به تماس ندارند. وقتی موادی در معرض شرایطی مانند باران اسیدی، پاشش نمک ناشی از بادهای اقیانوسی یا ریزش مواد شیمیایی قرار می‌گیرند، این پوشش‌ها عملکرد مناسبی دارند. آب به سادگی به صورت قطرات گرد شده و به راحتی از سطح می‌غلتد، نه اینکه روی آن بماند. بهترین بخش این است که این محافظت بدون نیاز به هرگونه درمان اضافی در آینده ماندگار می‌ماند و حتی پس از قرار گرفتن مکرر در شرایط سخت نیز مؤثر باقی می‌ماند.

معکوس‌پذیری حرارتی و ترمیم خودبه‌خودی ترک‌های ریز در دمای ۲۰۰°C

پوشش‌های سیلیکونی در واقع می‌توانند آسیب را با گرما معکوس کنند، بدین معنا که خود به خود ترک‌های بسیار ریز را در دمای حدود ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد ترمیم می‌کنند. اگر چیزی به دلیل تغییرات مداوم دما خراشیده یا فرسوده شود، مولکول‌های بلند داخلی تنها با گرم شدن دوباره مرتب می‌شوند. این امر باعث ترمیم نقاطی می‌شود که در غیر این صورت ممکن بود زنگ‌زدگی در آنجا شروع شود. برای قطعاتی که باید مدت‌ها در محیط‌های داغ مانند قطعات خروجی اتومبیل دوام بیاورند، این خاصیت ترمیمی بسیار مهم است، چرا که پوشش‌های معمولی پس از تعداد زیادی نوسان دمایی تمایل به تخریب دارند. چیزی که باعث عملکرد عالی این مواد می‌شود، انعطاف‌پذیری‌شان حتی در حین محافظت در برابر سایش و فرسایش در طول زمان است. اخیراً بیشتر تولیدکنندگان این مزیت را در محصولات خود مشاهده کرده‌اند.

سوالات متداول

چه چیزی پوشش‌های سیلیکونی را از نظر شیمیایی پایدار می‌کند؟

پوشش‌های سیلیکونی به دلیل پیوندهای قوی سیلیسیم-اکسیژن که حتی در شرایط pH بسیار متغیر نیز سالم باقی می‌مانند، از نظر شیمیایی پایدار هستند و سطوح را از مواد خورنده محافظت می‌کنند.

فیبرگلاس پوشش‌دار با سیلیکون چگونه با پوشش‌های PVC و PU مقایسه می‌شود؟

فیبرگلاس پوشش‌دار با سیلیکون از نظر مقاومت شیمیایی و دوام برتر است و عمر مفید بسیار طولانی‌تری نسبت به پوشش‌های PVC و PU دارد که در شرایط صنعتی دچار تخریب می‌شوند.

مزایای پایداری دمایی پوشش‌های سیلیکونی چیست؟

پوشش‌های سیلیکونی به دلیل ساختار مولکولی شبکه‌ای شده، مقاومت شیمیایی بهتری در دماهای بالا ارائه می‌دهند و حفاظت استثنایی در محیط‌های دارای حرارت و مواد خورنده فراهم می‌کنند.

زیرلایه E-glass چگونه به مقاومت در برابر خوردگی کمک می‌کند؟

زیرلایه E-glass یکپارچگی ساختاری را فراهم می‌کند و به عنوان یک سد برای انتشار یون عمل می‌کند و از نفوذ مواد شیمیایی مخرب و خوردگی سطوح فلزی زیرین جلوگیری می‌کند.