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

Ao selecionar um material plástico para equipamentos de processamento químico não basta selecionar um material com alta resistência química. Um material que é bom em ácido diluído à temperatura ambiente pode não ser bom em solução concentrada ou em alta temperatura.

O Poliéter Éter Cetona (PEEK) é um termoplástico semicristalino de alto desempenho que apresenta excelente resistência mecânica, estabilidade térmica e resistência a uma ampla variedade de produtos químicos. Essas propriedades o tornam adequado para ambientes industriais exigentes, onde os plásticos de engenharia convencionais podem não ter um desempenho suficientemente bom.

Mas o PEEK não é resistente a todos os produtos químicos em todas as situações. A degradação ou interação do material pode ocorrer com agentes oxidantes fortes, alguns ácidos concentrados e alguns compostos orgânicos. Vamos verificar mais detalhes com AHD.

PEEK Rod High Temperature Engineering Plastic

Por que o PEEK tem alta resistência química?

PEEK possui uma estrutura molecular onde os anéis aromáticos são conectados por ligações éter e cetona. Sua estrutura semicristalina também oferece resistência à penetração química.

Nas regiões cristalinas o movimento das cadeias poliméricas é restrito. O acesso a substâncias químicas é geralmente limitado, em comparação com estruturas amorfas mais facilmente acessíveis.

O desempenho químico do PEEK Rod decorre de uma combinação de propriedades:

Estrutura molecular aromática: Fornece uma estrutura polimérica relativamente estável.

A morfologia semicristalina resiste à penetração química e ao inchaço.

Alta estabilidade térmica – O PEEK retém propriedades úteis em uma ampla variedade de ambientes químicos de alta temperatura.

Baixa absorção de umidade: Ajuda na estabilidade dimensional em aplicações que envolvem água e umidade.

No entanto, a resistência química depende do produto químico específico, da concentração, da temperatura, do tempo de exposição e das condições mecânicas.

PEEK Resistência a Ácidos

A haste plástica PEEK tem boa resistência a muitos ácidos orgânicos e inorgânicos, mas suas propriedades são altamente dependentes do tipo e da concentração do ácido.

O PEEK sem carga é geralmente compatível com ácido clorídrico diluído, ácido fosfórico e vários ácidos orgânicos nas condições mostradas nos dados de resistência química da Victrex.

É necessária atenção especial para ácidos oxidantes fortes e ambientes ácidos muito concentrados.

A tabela a seguir mostra resultados selecionados do guia de resistência química publicado pela Victrex.

Químico	Concentração	23ºC	100ºC	200ºC
Ácido Acético	Concentrado	UM	UM	UM
Ácido clorídrico	10%	UM	UM	Não listado
Ácido clorídrico	Concentrado	UM	B	Não listado
Ácido nítrico	10%	UM	UM	Não listado
Ácido nítrico	30%	B	Não listado	Não listado
Ácido nítrico	50%	C	C	C
Ácido Fluorídrico	40%	C	C	C
Ácido Fosfórico	50%	UM	UM	UM
Ácido sulfúrico	Abaixo de 40%	B	B	B
Ácido sulfúrico	Acima de 40%	C	C	C
Água Régia	-	C	C	C

Fonte: Victrex, Guia Técnico de Resistência Química PEEK. As concentrações são especificadas quando disponíveis; caso contrário, aplica-se a convenção geral de teste da fonte.

Unfilled PEEK Rod for Precision Components

Resistência PEEK a álcalis

A haste de polieteretercetona é geralmente mais compatível com uma ampla gama de produtos químicos alcalinos do que em alguns ambientes ácidos agressivos.

Os dados publicados pela Victrex incluem diversas soluções de hidróxido que recebem classificação A sob as condições de teste indicadas.

Químico	Concentração	23ºC	100ºC	200ºC
Hidróxido de Sódio	10%	UM	UM	UM
Hidróxido de Sódio	50%	UM	UM	UM
Hidróxido de Potássio	10%	UM	Não listado	Não listado
Hidróxido de Potássio	70%	UM	Não listado	Não listado
Hidróxido de amônio	10%	UM	Não listado	Não listado
Hidróxido de Cálcio	Não especificado	UM	Não listado	Não listado
Amônia Anidra	Não especificado	UM	UM	UM

Fonte: Guia Técnico de Resistência Química Victrex PEEK.

O hidróxido de sódio é um exemplo particularmente útil. Ambas as soluções de 10% e 50% recebem classificações A a 23°C, 100°C e 200°C na tabela publicada.

Contudo, estes resultados não devem ser interpretados como aprovação universal para todos os processos alcalinos. As condições operacionais reais, a duração da exposição e a carga mecânica ainda precisam ser avaliadas.

PEEK Rod Ultra High Strength Plastic Bar

Resistência PEEK a solventes orgânicos

Os solventes orgânicos têm amplas aplicações em processamento químico, limpeza, fabricação farmacêutica e produção industrial.

Rod PEEK é compatível com muitos solventes comuns, como álcoois, cetonas e alguns éteres. Mas alguns solventes têm diferentes classificações de compatibilidade à medida que a temperatura aumenta.

Químico	23ºC	100ºC	200ºC
Acetona	UM	UM	Não listado
Etanol	UM	UM	Não listado
Metanol	UM	UM	Não listado
Etilenoglicol	UM	UM	B
MEK	UM	B	C
DMSO	B	B	Não listado
Anilina	UM	B	Não listado
Fenol Concentrado	C	C	C
Tetrahidrofurano (THF)	UM	Não listado	Não listado

Por que a temperatura é importante?

Um dos melhores exemplos de compatibilidade química dependente da temperatura é a Metil Etil Cetona (MEK).

Sua classificação muda de supostamente:

23°C: UMA

100°C:B

200°C: C

Assim, um solvente compatível com PEEK à temperatura ambiente pode ter uma interação mais forte com o polímero a temperaturas elevadas.

A compatibilidade do solvente deve ser avaliada na temperatura operacional real, em vez de simplesmente usar a resistência à temperatura ambiente.

Resistência PEEK a hidrocarbonetos

PEEK é amplamente conhecido por sua compatibilidade com muitos fluidos à base de petróleo e ambientes de hidrocarbonetos. Sua resistência química o torna um material candidato para componentes selecionados no processamento de petróleo e gás, sistemas de combustível, equipamentos hidráulicos e máquinas industriais.

Químico	23ºC	100ºC	200ºC
Benzeno	UM	UM	Não listado
Gasolina	UM	UM	Não listado
Óleo diesel	UM	Não listado	Não listado
Petróleo bruto	UM	Não listado	Não listado
Tolueno	UM	Não listado	Não listado
Óleo de motor	UM	UM	UM
Gás metano	UM	UM	UM
Óleos de petróleo	UM	UM	Não listado

Fonte: Guia Técnico de Resistência Química Victrex PEEK.

Os resultados publicados mostram boa compatibilidade com muitos hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos, bem como com fluidos à base de petróleo.

Quatro fatores que afetam a resistência química do PEEK

1. Concentração Química

A quantidade de um produto químico pode alterar drasticamente o seu impacto no PEEK.

Por exemplo, os dados publicados para o ácido nítrico mostram uma classificação A a 10% de concentração, B a 30% e C a 50% a 23°C.

Portanto, a concentração química exata deve sempre ser verificada antes de escolher um material.

2. Temperatura operacional

Quanto maior a temperatura, mais móveis serão as moléculas e mais rápidas serão as reações químicas.

Isto é visto nos resultados do MEK, onde a classificação de compatibilidade vai de A a 23°C a C a 200°C.

Isso significa que a temperatura deve ser estimada juntamente com as concentrações químicas.

3. Duração da exposição

Imersão de curto prazo não significa desempenho de serviço de longo prazo.

Com exposição prolongada, podem ocorrer alterações graduais nas propriedades mecânicas, dimensões ou condições da superfície.

4. Estresse Mecânico

Componentes industriais podem estar sujeitos a exposição química e carga mecânica simultaneamente.

Por exemplo, um componente de válvula PEEK pode ser exposto a contato químico contínuo e pressão, compressão ou movimento mecânico.

Mesmo que um produto químico receba uma boa classificação de compatibilidade, os efeitos combinados da exposição química e do estresse mecânico devem ser verificados antes da finalização do projeto.

Aplicações Industriais de PEEK Quimicamente Resistente

Como Plástico Avançado, o PEEK é utilizado em muitos ambientes industriais exigentes devido à sua combinação de resistência mecânica, estabilidade térmica e ampla compatibilidade química.

As aplicações típicas são:

Processamento Químico: componentes de bombas, peças de válvulas, vedações e componentes de manuseio de fluidos.

Petróleo e Gás: Peças expostas a fluidos de petróleo, hidrocarbonetos e condições operacionais extremas.

Máquinas Industriais Buchas, rolamentos e componentes mecânicos que requerem resistência química.

Equipamentos Elétricos: Componentes isolantes utilizados em ambientes com potencial exposição química.

Engenharia de Precisão: Peças usinadas que exigem estabilidade dimensional e resistência a produtos químicos específicos.

A aplicabilidade do PEEK depende do ambiente químico específico, da temperatura operacional, da carga mecânica e do design do componente.

O PEEK puro é altamente resistente quimicamente a muitos ácidos, álcalis, solventes orgânicos e hidrocarbonetos. Mas o seu desempenho não é o mesmo em todos os ambientes químicos.

Os dados de compatibilidade publicados indicam que a concentração e a temperatura podem ter um efeito significativo na sua resistência. O PEEK é eficaz em muitas soluções alcalinas e fluidos à base de petróleo, mas alguns ácidos concentrados, agentes oxidantes e compostos orgânicos necessitam de consideração especial.

Resistência química PEEK: desempenho contra ácidos, álcalis, solventes e hidrocarbonetos