Фаолитом называется кислотостойкая пластическая масса, получаемая на основе феноло-формальдегидной резольной смолы и кислостойкого наполнителя – асбеста, графита или кварцевого песка. В зависимости от природы наполнителя и количественного соотношения между смолой и наполнителем могут составляться фаолитовые композиции, изделия из которых различаются как по своим физико-механическим свойствам, так и по кислотостойкости.
Термореактивная феноло-формальдегидная смола способна под влиянием нагревания переходить в твердое, неплавкое и нерастворимое состояние. В соответствии с этим и фаолитовая масса, в которой частички наполнителя связаны между собой вязкой растворимой смолой, при термообработке отверждается, становится неплавкой и нерастворимой.
Фаолит нашел широкое применение во многих отраслях промышленности как конструкционный материал. В ряде случаев он заменяет цветные металлы, особенно свинец. Легкость фаолита (плотность 1,5–1,7 г/см 3), химическая стойкость к кислым агрессивным средам и способность к формованию позволяют изготовлять из него химически стойкую аппаратуру весом в несколько раз меньше металлической.
Фаолит можно применять при более высокой температуре, чем многие другие кислотостойкие пластические массы. По техническим условиям теплостойкость фаолита гарантируется до 100 0С. Практически же в производственных условиях фаолит эксплуатируется при температуре 130 0С и выше. Однако нельзя подвергать фаолит нагреву открытым пламенем или электрообогреву.
В отличие от других термореактивных пластмасс сырой фаолит может формоваться при обычных или несколько повышенных температурах без использования высокого давления. Это позволяет изготовлять из него аппаратуру, не применяя прессов и дорогостоящих прессформ. Путем формовки получают детали различных размеров (по длине и диаметру), из которых затем монтируют коммуникации, аппаратуру и оборудование.
Физико-механические свойства фаолита
Наименование | Значение |
Плотность, кг/м3 | 1500-1700 |
Коэффициент теплопроводности при (0-100)°С, ккал/м*ч*г фаолит А |
0,25 |
Теплостойкость по Мартенсу, °С | не менее 170 |
Твердость по Бриннелю, MPa | 200-400 |
Коэффициент линейного расширения при (20-100)°С, К-1 | 2,3*10-5 |
Ударная вязкость, KJ/m2 |
не менее 2,0 |
Предел прочности, не менее, MPa при изгибе |
22,5 |
Модуль упругости при изгибе, MPa | 780 |
Теплоемкость, J/kg*K | 1045-1060 |
Огнестойкость по Шрамму | 4-5 |
Электрическая прочность, KV/m | 3-4 |
Удельное объемное электрическое сопротивление, *m | 108-1010 |
Адгезия к стали, MPa | 0,51-2,0 |
Химические свойства Фаолита
Фаолит и фаолитовые изделия обладают весьма высокой химической стойкостью к кислым средам и органическим растворителям. Большой интерес представляет стойкость фаолита к воздействию соляной кислоты всех концентраций (значительно превышает стойкость свинца) и к серной кислоте низких и средних концентраций. Фаолит не стоек к щелочам азотной, хромовой и хлорноватистой кислотам.
Кислотостойкость фаолита определяют по изменению веса стандартных брусков после воздействия 22% соляной кислоты на кипящей водяной бане в течение 24 часов (МРТУ 6-05-1169-69).
Фаолит можно применять при более высокой температуре, чем многие другие кислотостойкие пластические массы. По техническим условиям теплостойкость фаолита гарантируется до 1000 °С. Практически же в производственных условиях фаолит эксплуатируется при температуре до 130-1600 °С. Однако фаолит нельзя подвергать нагреву открытым пламенем или электрообогреву.
По сравнению с другими химически стойкими материалами фаолит обладает рядом преимуществ. Его можно применять при более высоких температурах, чем винипласт, резину, листовой материал на основе полиизобутилена и битумный материал.
Фаолитовые изделия, поврежденные в процессе эксплуатации, можно легко отремонтировать на заводе-потребителе, что почти исключено для керамических изделий. На заводе-потребителе также нетрудно изготовить новые фаолитовые детали взамен вышедших из строя или для новых агрегатов.
Основной недостаток фаолита заключается в том, что его малая ударная вязкость и отсутствие эластичности в ряде случаев приводит к необходимости увеличивать прочность фаолитовых аппаратов за счет введения текстолитовых прослоек (аппараты из текстофаолита) или помещать фаолитовые аппараты в стальные кожухи. В связи с трудностями установки фаолитовых труб и их частыми поломками при монтаже иногда приходиться применять фаолитовые трубы, заключенные в стальную броню. Крайне плохая теплопроводность фаолита марки «А» не позволяет рекомендовать его для изготовления аппаратуры, связанной с теплообменом. В некоторых случаях можно использовать (например, для холодильников) фаолит марки «Т», который имеет более высокий коэффициент теплопроводности. Фаолит, подобно всем пластическим массам, - плохой проводник тепла. Его следует считать теплоизоляционным материалом. С ростом температуры агрессивной среды увеличивается износ фаолита в результате более глубокого проникновения химических реагентов в фаолит и частично - его набухания. За стадией набухания может наступит стадия разрушения фаолита - это зависти от агрессивной среды и температуры. Резкие колебания температуры при эксплуатации фаолита нежелательны, так как они могут привести к образованию трещин.
фаолита при воздействии различных температур в течение месяца
Показатель | Температура, °С | ||||
20 | 100 | 150 | 200 | 250 | |
Удельная ударная вязкость, кгс*см/см2 | 3,0 | 2,9 | 2,7 | 2,2 | 1,6 |
Предел прочности при изгибе, кгс/см2 | 350 | 350 | 350 | 350 | 312 |
Уменьшение веса, % | 0,5 | 0,8 | 0,8 | 1,0 | 3,5 |
Изменение ударной вязкости фаолита под воздействием минусовых температур в течение часа
Температура, °С | Удельная ударная вязкость, кгс*см/см2 |
+20 | 3,6 |
-10 | 3,5 |
-30 | 3,2 |
-50 | 3,1 |
-70 | 3,1 |
Влияние концентрации серной кислоты на стойкость фаолита
Концентрация, % | Температура, °С | Степень стойкости |
до 50 | до 100 | стоек |
50-70 | 100 | малостоек |
70-90 | 25 | стоек |
75-95 | 95 | нестоек |
Стойкость фаолита к агрессивным средам
Среда | Концентрация | Температура, °С | Оценка стойкости |
Азотная кислота | 0,50% | 100 | малостоек |
Азотная кислота | 5-10% | 20 | малостоек |
Алюминивые квасцы | любая | кипения | стоек |
Алюминий сернокислый | любая | 150 | стоек |
Алюминий уксуснокислый | любая | кипения | стоек |
Алюминий хлористый | 100% | 100 | стоек |
Амиак (влажные пары) | любая | выше 20 | не стоек |
Амиак водный | 25% | кипения | малостоек |
Аммоний хлористый | любая | 100 | стоек |
Аммоний азотнокислый | - | - | стоек |
Аммоний сернокислый | любая | 150 | стоек |
Аммоний углекислый | любая | 90 | стоек |
Ангидрид серный | - | 20 | стоек |
Анилин | - | - | не стоек |
Ацетон | - | - | не стоек |
Барий гидроокись | любая | кипения | стоек |
Бензин | - | 30 | стоек |
Бензоил хлористый | - | - | стоек |
Бензойная кислота | любая | - | стоек |
Бензол | - | кипения | стоек |
Борная кислота | любая | 120 | стоек |
Бор трёххлористый | любая | 100 | стоек |
Бром | - | - | не стоек |
Бромистоводородная кислота | любая | - | малостоек |
Бромная вода | насыщенный | - | малостоек |
Бромноватная кислота | - | - | не стоек |
Винная кислота | любая | кипения | стоек |
Висмут трёххлористый | - | 100 | стоек |
Вода хлористая | - | 150 | стоек |
Водород бромистый | - | - | стоек |
Водорода перекись | любая | кипения | стоек |
Водород хлористый сухой | - | 130 | малостоек |
Водород хлористый влажный | - | 25 | стоек |
Дивинил | 100% | 15 | стоек |
Дигалловая кислота - (таннин) | - | - | стоек |
Дихлоретан | - | 30 | стоек |
Дихлоратилен | - | 30 | стоек |
Железо сернокислое | любая | 80 | стоек |
Железо сернокислое закисное | любая | кипения | стоек |
Железо хлористое | любая | кипения | стоек |
Железо хлорное | 80% | - | стоек |
Жирные кислоты | любая | кипения | стоек |
Йод | - | - | не стоек |
Калий двухромовокислый | 10% | 60 | малостоек |
Калий двухромовокислый | 10% | 100 | не стоек |
Калий надсернокислый | 5% | 20 | стоек |
Калий надсернокислый | 5% | 60 | не стоек |
Калий пирофосрнокислый | 10% | 60 | стоек |
Калий сернокислый | любая | 80 | стоек |
Калий углекислый | любая | 30 | стоек |
Калий хлористый | любая | 100 | стоек |
Калий хромноватистокислый | любая | - | не стоек |
Калийгидрад окиси | любая | - | не стоек |
Кальций сернокислый | любая | 80 | стоек |
Кальций хлористый | любая | 180 | стоек |
Кальций хлорноватнотокислый (гипохлорит) | любая | 140 | не стоек |
Кальция гидроокись | любая | кипения | стоек |
Керосин хлорированный | - | 30 | малостоек |
Кремний четыреххлористый | - | - | стоек |
Кремнефтористоводородная кислота | любая | 100 | стоек фаолит "Т" |
Лимонная кислота | любая | 90 | стоек |
Магний зернокислый | - | - | стоек |
Магний хлористый | любая | кипения | стоек |
Мазут | - | 20 | стоек |
Марганец хлористый | любая | кипения | стоек |
Масла минеральные | - | - | стоек |
Масла эфирные | - | кипения | стоек |
Медь сернокислая | 50% | 150 | стоек |
Медь сернокислая | любая | 120 | стоек |
Медь уксуснокислая | - | 20 | стоек |
Медь хлористая | - | 100 | стоек |
Медь хлорная | - | - | стоек |
Метиленхлорид | уд.вес 1,33 | 20 | стоек |
Молочная кислота | любая | кипения | стоек |
Муравьиная кислота | 40% | кипения | стоек |
Муравьиная кислота | 70% | 20 | стоек |
Мыльные растворы | - | кипения | стоек |
Мышьяковая кислота | любая | любая | стоек |
Мышьяк хлористый | - | - | стоек |
Натрий азотнокислый | любая | 120 | стоек |
Натрий гидроокись | - | - | не стоек |
Натрий кислый-сернокислый | любая | кипения | стоек |
Натрий сернокислый | 10% | кипения | стоек |
Натрий углекислый | любая | 90 | стоек |
Натрий хлористый | насыщенный р-р | 100 | стоек |
Нефть | - | 20 | стоек |
Никель хлористый | - | - | стоек |
Олово хлористое | любая | кипения | стоек |
Олово хлорное | любая | кипения | стоек |
Паральдегид | 33% | 20 | стоек |
Паральдегид | 98% | 60 | стоек |
Парафин | - | 60 | стоек |
Парафин | - | - | не стоек |
Ртуть | - | - | стоек |
Ртуть хлористая | 100% | 100 | стоек |
Сера расплавленная | - | 130 | стоек |
Серо хлористая | любая | 130 | стоек |
Серная кислота | 50% | 100 | стоек |
Серная кислота | до 70% | 70 | стоек |
Серная кислота | 70% | 100 | малостоек |
Серная кислота | 70-90% | 25 | стоек |
Серная кислота | 75-95% | выше 90 | не стоек |
Сернистая кислота | любая | кипения | стоек |
Сернистый ангидрид | любая | 150 | стоек |
Сероводород, газ | любая | 130 | стоек |
Сероводород, водный р-р | - | кипения | стоек |
Сероуглерод | - | 30 | малостоек |
Соляная кислота | любая | 130 | стоек |
Спирт бутиловый, метиловый и т.д. | - | 20 | стоек |
Стеариновая кислота | любая | 150 | стоек |
Стирол | - | 20 | стоек |
Сульфат натрия | 4% | 80 | стоек |
Толуол | 100% | 100 | стоек |
Трихлорэтилен влажный | - | кипения | стоек |
Углекислый газ | - | 20 | стоек |
Углерода окись | любая | кипения | стоек |
Углерод четыреххлористый безводный | - | 100 | стоек |
Уксусная кислота | 50% | 100 | стоек |
Уксусная кислота | 70% | 40 | стоек |
Уксусная кислота | 100% | 20 | стоек |
Уксусный ангидрид | - | - | не стоек |
Фенол | - | - | не стоек |
Формальдегид | 40% | 50 | стоек |
Фосген | - | 30 | стоек |
Фосфорная кислота | 50% | 100 | стоек |
Фосфорная кислота | 75% | 25 | стоек |
Фосфорная кислота | 85% | 50 | стоек |
Фосфорная кислота | 85% | 125 | малостоек |
Фтористоводородная кислота | - | - | фаолит А не стоек, фаолит Т стоек |
Хлор влажный | - | любая | стоек |
Хлор жидкий | - | 20 | стоек |
Хлорная вода | любая | 50 | стоек |
Хлорсульфоновая кислота | - | 20 | стоек |
Хромовая кислота | - | - | не стоек |
Хлорэтил | - | 20 | стоек |
Цинк сернокислый | любая | 100 | стоек |
Цинк хлористый | - | 100 | стоек |
Щавелевая кислота | - | 50 | стоек |
Этилацетат | - | - | малостоек |
Этилбензол | - | 20 | стоек |
Этил хлористый | - | 20 | стоек |
Серная кислота | 9 г/л | 60 | стоек |
Крезол | 9 г/л | 60 | стоек |
Сернокислое олово | 24 г/л | 60 | стоек |
Этиловый спирт | 10-12% | 100-110 | не стоек |
Уксусная кислота | 2-3% | 100-110 | не стоек |
Легкокипящие эфиры | - | 100-110 | не стоек |
Этиловый спирт | 20-23% | 70-80 | не стоек |
Уксусная кислота | 1-2% | 70-80 | не стоек |
Хлоруксусный аегидрид | - | 30 | не стоек |
Соляная кислота | - | 30 | стоек |