Chemische Beständigkeit

Chemische Beständigkeit

Durch die chemische Beständigkeit wird allgemein die Widerstandsfähigkeit von Materialien bzw. Werkstoffen gegen die Einwirkung von Chemikalien beschrieben. Im Gegensatz zur Korrosion findet dabei kein Materialabtrag statt, was insbesondere für Kunststoffe und Elastomere typisch ist.

Die Prüfung erfolgt durch Eintauchen des Prüflings in die Chemikalie oder durch Auftropfen, Aufpinseln, Aufsprühen oder Aufwischen der Chemikalie auf den Prüfling. Nach einer definierten Einwirkzeit und Temperatur wird die Oberfläche von der Prüfchemikalie gereinigt und auf eine visuelle Veränderung wie z.B. Verfärbung, Rissbildung, Blasenbildung, Erweichung o.ä. begutachtet. Auf Kundenwunsch versenden wir die Prüflinge auch ungereinigt.

Chemie
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Chemische Beständigkeit  Normen

  • RTCA DO-160G
  • DIN ISO 16750-5
  • MIL-STD-810G
  • DIN SPEC 79009
  • DIN EN ISO 846
  • DIN EN 60068
  • VW TL 82421 resistance to agents
  • VW 50180
  • Airbus ABD0100.1.6 4.8 fluid susceptibility
  • DIN EN 60 068-2-45 Tauchen in flüssige Reinigungsmittel
  • BMW GS 95003-5
  • ISO 2812 Teil 1: Eintauchen in Flüssigkeiten außer Wasser
  • kundenspezifisch: Beständigkeit gegen wässrige Medien
Erläuterungen zur Chemischen Beständigkeit(klicken zum öffnen)Pfeil nach rechts

Hierbei handelt es sich um Tests, die untersuchen, inwieweit unterschiedliche Werkstoffe gegen die Wirkung chemischer Substanzen resistent sind bzw. wie lange sie deren Einfluss standhalten können, bevor sie ihre Funktionstüchtigkeit einbüßen.

Als chemische Beständigkeit wird hier die Fähigkeit eines Werkstoffs bezeichnet, Zerstörungsprozessen zu widerstehen, die durch Reaktionen zwischen Umgebung und Oberfläche ausgelöst werden. Anders als bei Korrosion ist hier kein Materialabtrag zu verzeichnen. Korrosion kann jedoch eine Folge mangelnder chemischer Beständigkeit sein, sofern das Material chemischen Prozessen ausgesetzt ist. Das kann im weiteren Verlauf zum Bruch des Werkstoffes führen und hat damit entscheidenden Anteil an der Lebensdauer des Produktes.

Bei der Feststellung der Beständigkeit eines Materials/Werkstoffes unterteilt man in drei Klassen:
A: chemisch beständig
B: bedingt chemisch beständig
C: chemisch unbeständig.

Klasse A - Chemisch Beständig

Der Werkstoff behält unverändert seine mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften unabhängig von der Dauer und Intensität der Einwirkung bestimmter chemischer Substanzen. (Dies ist in der Praxis allerdings kaum anzutreffen; daher werden Werkstoffe häufig als „chemisch beständig“ bezeichnet, wenn sie der Einwirkung über einen längeren Zeitraum widerstehen, insbesondere über die allgemeine Lebensdauer des Produktes hinaus).

Klasse B - Bedingt chemisch Beständig

Der Werkstoff behält seine mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften für einen bestimmten Zeitraum. Dieser Zeitraum entscheidet über die Eignung eines Werstoffes für bestimmte Einsatzzwecke (Einflüsse chemischer Substanzen).

Klasse C - Chemisch unbeständig

Der Werkstoff verliert seine mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften (er „degradiert“) innerhalb eines kurzen Zeitraumes, weswegen er für bestimmte Einsatzzwecke (Einflüsse chemischer Substanzen) ungeeignet ist.

Die Beständigkeit gegenüber Chemikalien ist eine wichtige Voraussetzung, um die Verträglichkeit unter den Einsatzbedingungen eines Produktes sicherzustellen. Sehr häufig geht es dabei in der Praxis um die Verträglichkeit mit bestimmten Reinigungs- oder Pflege/Schmiermitteln. Dafür muss das Produkt mit verschieden aggressiven Reinigungsmitteln und Lösungsmitteln, Fetten oder Ölen in Kontakt gebracht werden. Bei Produkten, die mit Anwendern in Berührung kommen, geht es auch um das Aufbringen von Körperflüssigkeiten (Schweiß, Speichel, Blut, Urin) oder kosmetischen Pflegeartikeln. In anderen Umgebungen geht es um die Verträglichkeit von Oberflächen mit Lebensmittelpartikeln (z.B. Kaffee, Tee, Sauce, Ketchup etc.) .

Mangelnde Beständigkeit kann sich auf unterschiedliche Art zeigen. Bei Kunsstoffen beispielsweise führt sie häufig zum Aufquellen oder Erweichen des Materials, was regelmäßig durch Diffusion hervorgerufen wird, indem Moleküle der einwirkenden chemischen Substanz sich zwischen die Polymerketten schieben und damit die Veränderung herbeiführen. Dabei spielt auch die Einwirkung der Umgebungstemperatur eine erhebliche Rolle, weshalb diese in die Testverfahren maßgeblich einzubeziehen ist.

Bei Metallen kann es zum Kettenabbau kommen (Oxidativer Abbau) oder zu Spannungsrissbildungen, die sich unter Beanspruchung zu Rissnetzwerken ausweiten können.

Bei Glas ist in der Regel von einer hohen Beständigkeit auszugehen, doch auch hier können Unbeständigkeiten auftreten, die sich meist in Materialabtrag messen lassen. Dabei unterscheidet man bei Glas zwischen „Wasserbeständigkeit“, „Säurebeständigkeit“ und „Laugenbeständigkeit“.

Testverfahren

In vielen Fällen kommen Immersionsversuche zur Anwendung, wobei die Objekte in der Testkammer vollumfänglich den einwirkenden Medien ausgesetzt werden.

Um die Spanungsrissbeständigkeit zu ermitteln, wird der ESC-Test (Environmental Stress Cracking) angewendet. Die Tests analysieren u.a. nach folgenden möglichen Veränderungen des zu untersuchenden Werkstoffes:

  • Erweichung
  • Quellung
  • Verfärbung
  • Glanzgradänderung
  • Beschichtungsablösung
  • Blasenbildung