Почему силиконовый стеклотканевый материал устойчив к коррозии?

Химическая стойкость силиконовой стеклоткани

Силиконовая стеклоткань обладает превосходной устойчивостью к коррозии благодаря своему уникальному химическому составу и защитным свойствам. Синергия между основой из стеклоткани E-glass и силиконовым покрытием на основе метилвинилполидиметилсилоксана (MVQ) создает прочный, химически инертный барьер, идеально подходящий для сложных промышленных условий.

Молекулярная стабильность силиконовых полимеров в кислых и щелочных средах

MVQ силикон проявляет высокую стойкость при воздействии агрессивных сред с различным значением pH. Органические покрытия, как правило, разрушаются при контакте с кислотами или щелочами, тогда как силикон обладает уникальным сочетанием неорганических и органических компонентов. Материал образует прочные связи кремний-кислород, которые сохраняются даже при попытке их разрыва молекулами воды. Благодаря этой химической стабильности материал стабильно работает в условиях, где значение pH может колебаться от сильно кислой (около pH 2) до сильно щелочной (pH 12). Это делает MVQ силикон идеальным для использования на химических заводах, где часто применяются коррозионно-активные вещества, а также для изделий, которым необходимо выдерживать многолетнее атмосферное воздействие на открытом воздухе, не теряя защитных свойств.

Инертность к окислителям и растворителям, распространённым в промышленных условиях

Силиконовые покрытия слабо реагируют с окислителями, различными растворителями или назойливыми остатками углеводородов из топлива. Такая химическая стабильность крайне важна для таких вещей, как бензиновые газонокосилки и тяжелое промышленное оборудование. В этих условиях пары топлива и агрессивные химикаты со временем разрушают обычные защитные покрытия. Особенность силикона в том, что он не набухает, не становится липким и не растворяется, как это часто происходит с покрытиями из ПВХ или полиуретана при аналогичных условиях. Это означает более длительную защиту без необходимости постоянной замены.

Сравнительные данные: стеклоткань с силиконовым покрытием против стеклоткани с ПВХ- и полиуретановым покрытием в испытаниях на коррозионную агрессивность по ASTM G101

Стандартизированные испытания по ASTM G101 демонстрируют превосходство стеклоткани с силиконовым покрытием:

Тип покрытия	Стойкость к кислотам (pH 2)	Стойкость к щелочам (pH 12)	Стойкость к воздействию растворителей	Расчетный срок службы
Силикон	Нет разрушения	Нет разрушения	Отличный	10–15 лет
ПВХ	Умеренная деградация	Сильная деградация	Бедная	3–5 лет
PU	Сильная деградация	Умеренная деградация	Справедливый	2–4 года

После 1000 часов воздействия промышленных химикатов силиконовые покрытия сохранили более 95 % исходной прочности на растяжение, в то время как покрытия ПВХ и полиуретана потеряли 40–60 % прочности в тех же условиях.

Почему термостойкость при высоких температурах повышает устойчивость к низкому pH, а не снижает её

Тепловая стабильность силикона работает в тесном взаимодействии с его химической стойкостью, а не противоречит ей. В то время как большинство органических полимеров разрушаются при одновременном воздействии тепла и химикатов, силикон, напротив, становится более устойчивым к коррозии по мере повышения температуры. Его сшитая молекулярная структура затрудняет проникновение вредных ионов в материал при высоких температурах. Практически это означает, что способность выдерживать нагрев фактически усиливает устойчивость к химическим веществам. Такое сочетание обеспечивает силикону исключительные защитные свойства в условиях одновременного воздействия экстремальных температур и агрессивных химических веществ — например, в автомобильных выхлопных системах или корпусах промышленного оборудования, которые должны сохранять работоспособность в тяжелых условиях изо дня в день.

Состав основного материала: как работают вместе E-Glass и силиконовая резина

Подложка из стеклоткани E-Glass: прочность конструкции и барьер диффузии ионов

Стекловолокно E-glass служит основой для множества промышленных применений, поскольку обладает высокой механической прочностью. Что действительно выделяет этот материал — это его способность образовывать толстый, практически непроницаемый слой, который препятствует перемещению ионов. Изготовление из непрерывных нитей создаёт защитный барьер от коррозии, удерживая агрессивные химикаты на расстоянии от любого металлического основания. Кроме того, поскольку материал неорганический по своей природе, он не разрушается под воздействием различных химикатов и сохраняет форму даже после многих лет эксплуатации. И, конечно, нельзя забывать о перепадах температур. Благодаря низкому коэффициенту теплового расширения стекловолокно E-glass способно выдерживать экстремальные температуры, как высокие, так и низкие, не растрескиваясь со временем. Это означает, что оборудование, использующее этот материал в качестве основы, остаётся надёжным в течение длительного срока, особенно в суровых условиях, где обычные материалы быстро выходят из строя.

Покрытие из силиконовой резины: Механизм сшивки метил-винил-полидиметилсилоксана (MVQ)

Покрытия MVQ на основе силикона отверждаются с использованием платиновых катализаторов, что создаёт особую трёхмерную сетчатую структуру. Особенность этого материала — высокая устойчивость к окислению, ультрафиолетовому излучению и проникновению химических веществ, при этом он остаётся гибким даже при температурах ниже точки замерзания или выше 250 градусов Цельсия. Поверхность становится очень водоотталкивающей, с показателями поверхностной энергии менее 25 мН/м. Это свойство препятствует прилипанию электролитов к материалу, предотвращая развитие гальванической коррозии в жёстких промышленных условиях, где разные металлы находятся в контакте.

Работа в тяжёлых промышленных и наружных условиях

Силиконовое стеклотканевое полотно отлично зарекомендовало себя в сложных применениях, сохраняя структурную и химическую целостность при длительном воздействии экстремальных условий.

Долгосрочные результаты эксплуатации на химических заводах: пятилетнее исследование компании Dow Chemical (2021)

Компания Dow Chemical провела полевые испытания в 2021 году, чтобы изучить, как эта ткань сохраняется в условиях химической обработки на протяжении пятилетнего периода. Когда образцы находились в средах с постоянным воздействием кислотных паров и экстремальных перепадов температур — от минус 40 градусов Цельсия до 200 градусов Цельсия — они не показали признаков трещин на поверхности или отслаивания слоёв. Более впечатляющим является то, что эти материалы сохранили около 95 % своей первоначальной прочности на растяжение на всём протяжении испытаний. Эти результаты наглядно демонстрируют способность материала сохранять долгий срок службы в жёстких условиях, что даёт ему явное преимущество по сравнению с другими доступными на рынке вариантами покрытий.

Стойкость к парам дизельного топлива и углеводородным побочным продуктам в корпусах дизельных газонокосилок

В дизельных газонокосилках и внешнем силовом оборудовании ткань устойчива к топливным парам и побочным продуктам углеводородов, не впитывая их и не набухая. Ее непроницаемая силиконовая поверхность сохраняет целостность барьера в закрытых пространствах, где скапливаются пары, защищая чувствительные компоненты от деградации и обеспечивая надежную работу на протяжении длительного времени.

Ключевые свойства силиконового покрытия, предотвращающие коррозию со временем

Гидрофобная поверхностная энергия (<25 мН/м) минимизирует адгезию электролита и гальваническую коррозию

Силиконовые покрытия обладают очень низким уровнем поверхностной энергии — менее 25 мН/м, что делает их сильно гидрофобными. Что это означает на практике? Это значит, что они не взаимодействуют с водой и агрессивными коррозионными электролитами. В условиях, где поверхности подвергаются кислотным дождям, попаданию солей из морского воздуха или брызг химикатов, такие покрытия отлично справляются со своей задачей. Вода просто скатывается в виде капель и не задерживается на поверхности. Самое лучшее — такая защита сохраняется надолго и не требует дополнительной обработки, сохраняя свою эффективность даже после многократного воздействия агрессивных условий.

Термическая обратимость и самовосстановление микротрещин при 200°C

Силиконовые покрытия могут фактически восстанавливать повреждения при нагревании, что означает, что они самостоятельно залечивают мелкие трещины при температуре около 200 градусов Цельсия. Если что-то поцарапано или изношено из-за постоянных перепадов температуры, длинные молекулы внутри просто перестраиваются снова при нагреве. Это устраняет участки, где иначе могла бы начаться коррозия. Для изделий, которым необходимо сохраняться вечно в горячих условиях, например, деталях выхлопной системы автомобиля, это свойство самовосстановления имеет большое значение, поскольку обычные покрытия со временем разрушаются после множества колебаний температуры. То, что делает их столь эффективными, заключается в том, как эти материалы остаются гибкими, обеспечивая защиту от износа с течением времени. В последнее время большинство производителей отметили это преимущество в своих продуктах.

Часто задаваемые вопросы

Чем обусловлена химическая стабильность силиконовых покрытий?

Силиконовые покрытия химически стабильны благодаря прочным кремний-кислородным связям, которые сохраняются даже в условиях экстремального pH, защищая поверхности от агрессивных веществ.

Чем силиконовое стекловолокно отличается от покрытий ПВХ и полиуретана?

Силиконовое стекловолокно превосходит ПВХ и полиуретан по химической стойкости и долговечности, обеспечивая значительно более длительный срок службы по сравнению с покрытиями ПВХ и полиуретана, которые разрушаются в промышленных условиях.

Каковы преимущества силиконовых покрытий по стойкости к температурам?

Силиконовые покрытия обладают повышенной химической стойкостью при повышении температур благодаря своей сшитой молекулярной структуре, обеспечивая исключительную защиту в условиях одновременного воздействия тепла и агрессивных веществ.

Как субстрат E-glass способствует коррозионной стойкости?

Субстрат E-glass обеспечивает структурную целостность и действует как барьер диффузии ионов, предотвращая проникновение агрессивных химикатов и коррозию underlying металлических поверхностей.