PEEK Chemical Resistance: Performance Against Acids, Alkalis, Solvents and Hydrocarbons

Al seleccionar un material plástico para equipos de procesamiento químico no basta con seleccionar un material con alta resistencia química. Un material que es bueno en ácido diluido a temperatura ambiente puede no ser bueno en una solución concentrada o a alta temperatura.

La poliéter éter cetona (PEEK) es un termoplástico semicristalino de alto rendimiento que exhibe una excelente resistencia mecánica, estabilidad térmica y resistencia a una amplia variedad de productos químicos. Estas propiedades lo hacen adecuado para entornos industriales exigentes donde los plásticos de ingeniería convencionales pueden no funcionar lo suficientemente bien.

Pero PEEK no es resistente a todas las sustancias químicas en todas las situaciones. La degradación o interacción del material puede ocurrir con agentes oxidantes fuertes, algunos ácidos concentrados y algunos compuestos orgánicos. Veamos más detalles con AHD.

PEEK Rod High Temperature Engineering Plastic

¿Por qué el PEEK tiene una alta resistencia química?

PEEK tiene una estructura molecular donde los anillos aromáticos están conectados mediante enlaces éter y cetona. Su estructura semicristalina también proporciona resistencia a la penetración química.

En las regiones cristalinas el movimiento de las cadenas poliméricas está restringido. El acceso de sustancias químicas es generalmente limitado en comparación con estructuras amorfas de más fácil acceso.

El rendimiento químico de PEEK Rod proviene de una combinación de propiedades:

Estructura molecular aromática: proporciona una estructura polimérica relativamente estable.

La morfología semicristalina resiste la penetración química y el hinchamiento.

Alta estabilidad térmica: PEEK conserva propiedades útiles en una amplia gama de entornos químicos de alta temperatura.

Baja absorción de humedad: Ayuda a la estabilidad dimensional en aplicaciones que involucran agua y humedad.

Sin embargo, la resistencia química depende del producto químico particular, la concentración, la temperatura, el tiempo de exposición y las condiciones mecánicas.

PEEK Resistencia a los Ácidos

PEEK Plastic Rod tiene buena resistencia a muchos ácidos orgánicos e inorgánicos, pero sus propiedades dependen en gran medida del tipo y la concentración del ácido.

El PEEK sin relleno generalmente es compatible con ácido clorhídrico diluido, ácido fosfórico y varios ácidos orgánicos en las condiciones que se muestran en los datos de resistencia química de Victrex.

Se necesita atención especial para ácidos oxidantes fuertes y ambientes ácidos muy concentrados.

La siguiente tabla muestra resultados seleccionados de la guía de resistencia química publicada por Victrex.

Químico	Concentración	23ºC	100°C	200ºC
Ácido acético	Concentrado	A	A	A
Ácido clorhídrico	10%	A	A	No listado
Ácido clorhídrico	Concentrado	A	B	No listado
Ácido nítrico	10%	A	A	No listado
Ácido nítrico	30%	B	No listado	No listado
Ácido nítrico	50%	do	do	do
Ácido fluorhídrico	40%	do	do	do
Ácido fosfórico	50%	A	A	A
Ácido sulfúrico	Por debajo del 40%	B	B	B
Ácido sulfúrico	Más del 40%	do	do	do
Agua regia	-	do	do	do

Fuente: Victrex, Guía técnica de resistencia química PEEK. Las concentraciones se especifican cuando están disponibles; de lo contrario, se aplica la convención de prueba general de la fuente.

Unfilled PEEK Rod for Precision Components

PEEK Resistencia a los álcalis

La varilla de polieteretercetona es generalmente más compatible con una amplia gama de productos químicos alcalinos que en algunos entornos ácidos agresivos.

Los datos publicados por Victrex incluyen una serie de soluciones de hidróxido que reciben calificaciones A en las condiciones de prueba indicadas.

Químico	Concentración	23ºC	100°C	200ºC
hidróxido de sodio	10%	A	A	A
hidróxido de sodio	50%	A	A	A
hidróxido de potasio	10%	A	No listado	No listado
hidróxido de potasio	70%	A	No listado	No listado
hidróxido de amonio	10%	A	No listado	No listado
hidróxido de calcio	No especificado	A	No listado	No listado
Amoníaco anhidro	No especificado	A	A	A

Fuente: Guía técnica de resistencia química PEEK de Victrex.

El hidróxido de sodio es un ejemplo particularmente útil. Tanto las soluciones al 10 % como al 50 % reciben calificaciones A a 23 °C, 100 °C y 200 °C en la tabla publicada.

Sin embargo, estos resultados no deben interpretarse como una aprobación universal para todos los procesos alcalinos. Aún es necesario evaluar las condiciones operativas reales, la duración de la exposición y la carga mecánica.

PEEK Rod Ultra High Strength Plastic Bar

Resistencia PEEK a disolventes orgánicos

Los disolventes orgánicos tienen amplias aplicaciones en procesamiento químico, limpieza, fabricación farmacéutica y producción industrial.

Rod PEEK es compatible con muchos disolventes comunes, como alcoholes, cetonas y algunos éteres. Pero algunos solventes tienen diferentes grados de compatibilidad a medida que aumenta la temperatura.

Químico	23ºC	100°C	200ºC
Acetona	A	A	No listado
Etanol	A	A	No listado
Metanol	A	A	No listado
Glicol etileno	A	A	B
MEK	A	B	do
DMSO	B	B	No listado
Anilina	A	B	No listado
Fenol concentrado	do	do	do
Tetrahidrofurano (THF)	A	No listado	No listado

¿Por qué es importante la temperatura?

Uno de los mejores ejemplos de compatibilidad química dependiente de la temperatura es la metil etil cetona (MEK).

Su calificación cambia de, según se informa:

23°C: Un

100°C: B

200°C:°C

Por tanto, un disolvente compatible con PEEK a temperatura ambiente puede tener una interacción más fuerte con el polímero a temperaturas elevadas.

La compatibilidad con disolventes debe evaluarse a la temperatura de funcionamiento real en lugar de simplemente utilizar la resistencia a temperatura ambiente.

PEEK Resistencia a los Hidrocarburos

PEEK es ampliamente conocido por su compatibilidad con muchos fluidos a base de petróleo y entornos de hidrocarburos. Su resistencia química lo convierte en un material candidato para componentes seleccionados en el procesamiento de petróleo y gas, sistemas de combustible, equipos hidráulicos y maquinaria industrial.

Químico	23ºC	100°C	200ºC
Benceno	A	A	No listado
Gasolina	A	A	No listado
Gasóleo	A	No listado	No listado
Petróleo crudo	A	No listado	No listado
tolueno	A	No listado	No listado
Aceite de motor	A	A	A
Gas metano	A	A	A
Aceites de petróleo	A	A	No listado

Fuente: Guía técnica de resistencia química PEEK de Victrex.

Los resultados publicados muestran una buena compatibilidad con muchos hidrocarburos aromáticos y alifáticos, así como con fluidos a base de petróleo.

Cuatro factores que afectan la resistencia química del PEEK

1. Concentración química

La cantidad de una sustancia química puede alterar drásticamente su impacto sobre el PEEK.

Por ejemplo, los datos publicados para el ácido nítrico muestran una clasificación A al 10% de concentración, B al 30% y C al 50% a 23°C.

Por lo tanto, siempre se debe comprobar la concentración química exacta antes de elegir un material.

2. Temperatura de funcionamiento

Cuanto mayor sea la temperatura, más móviles serán las moléculas y más rápidas serán las reacciones químicas.

Esto se ve en los resultados de MEK, donde la clasificación de compatibilidad va de A a 23°C a C a 200°C.

Esto significa que la temperatura debe estimarse junto con las concentraciones químicas.

3. Duración de la exposición

La inmersión a corto plazo no equivale a un desempeño de servicio a largo plazo.

Con una exposición prolongada, pueden ocurrir cambios graduales en las propiedades mecánicas, dimensiones o condición de la superficie.

4. Estrés mecánico

Los componentes industriales pueden estar sujetos a exposición química y carga mecánica simultáneamente.

Por ejemplo, un componente de válvula PEEK puede estar expuesto a contacto químico continuo y presión, compresión o movimiento mecánico.

Incluso si un producto químico recibe una buena calificación de compatibilidad, se deben verificar los efectos combinados de la exposición química y la tensión mecánica antes de finalizar el diseño.

Aplicaciones industriales del PEEK químicamente resistente

Como plástico avanzado, PEEK se utiliza en muchos entornos industriales exigentes debido a su combinación de resistencia mecánica, estabilidad térmica y amplia compatibilidad química.

Las aplicaciones típicas son:

Procesamiento químico: componentes de bombas, piezas de válvulas, sellos y componentes de manipulación de fluidos.

Petróleo y Gas: Piezas expuestas a fluidos derivados del petróleo, hidrocarburos y condiciones operativas extremas.

Maquinaria Industrial Bujes, cojinetes y componentes mecánicos que requieran resistencia química.

Equipo eléctrico: Componentes aislantes utilizados en ambientes con posible exposición química.

Ingeniería de precisión: piezas mecanizadas que requieren estabilidad dimensional y resistencia a productos químicos específicos.

La aplicabilidad de PEEK depende del entorno químico específico, la temperatura de funcionamiento, la carga mecánica y el diseño del componente.

Pure PEEK es altamente resistente químicamente a muchos ácidos, álcalis, disolventes orgánicos e hidrocarburos. Pero su rendimiento no es el mismo en todos los entornos químicos.

Los datos de compatibilidad publicados indican que la concentración y la temperatura pueden tener un efecto significativo en su resistencia. PEEK es eficaz en muchas soluciones alcalinas y fluidos a base de petróleo, pero algunos ácidos concentrados, agentes oxidantes y compuestos orgánicos necesitan una consideración especial.

Resistencia química PEEK: rendimiento frente a ácidos, álcalis, disolventes e hidrocarburos