TOP 5 elastomerów do zastosowań w uszczelkach i uszczelnieniach
Co to są elastomery? Termin ten wywodzi się od słowa „elastyczność” – jednej z podstawowych właściwości gumy. Słowa „guma” i „elastomer” są używane zamiennie w odniesieniu do polimerów charakteryzujących się lepkosprężystością, powszechnie określaną jako „elastyczność”. Nieodłączne właściwości elastomerów obejmują elastyczność, duże wydłużenie oraz połączenie sprężystości i tłumienia (tłumienie to właściwość gumy, która powoduje, że poddana odkształceniu przekształca ona energię mechaniczną w ciepło). Ten unikalny zestaw właściwości sprawia, że elastomery są idealnym materiałem na uszczelki, uszczelnienia, izolaty i tym podobne.
Z biegiem lat produkcja elastomerów przeniosła się z naturalnego kauczuku otrzymywanego z lateksu drzewnego na zaawansowane technicznie odmiany mieszanek gumowych. Tworząc te odmiany, uzyskuje się określone właściwości za pomocą dodatków, takich jak wypełniacze lub plastyfikatory, lub poprzez zmianę proporcji zawartości w strukturze kopolimeru. Ewolucja produkcji elastomerów stwarza niezliczone możliwości w zakresie elastomerów, które można projektować, wytwarzać i udostępniać na rynku.
Aby wybrać odpowiedni materiał, należy najpierw zbadać wspólne kryteria wydajności elastomerów w zastosowaniach uszczelek i uszczelnień. Wybierając skuteczny materiał, inżynierowie często muszą wziąć pod uwagę wiele czynników. Należy dokładnie rozważyć warunki pracy, takie jak zakres temperatur pracy, warunki środowiskowe, kontakt chemiczny oraz wymagania mechaniczne lub fizyczne. W zależności od zastosowania te warunki pracy mogą znacznie wpłynąć na wydajność i żywotność uszczelki lub uszczelnienia elastomerowego.
Mając to na uwadze, przeanalizujmy pięć najczęściej stosowanych elastomerów do zastosowań w uszczelkach i uszczelnieniach.
1)Buna-N/Nitryl/NBR
Wszystkie terminy synonimiczne, ten kopolimer kauczuku syntetycznego akrylonitrylu (ACN) i butadienu lub kauczuk nitrylowo-butadienowy (NBR), jest popularnym wyborem, który jest często określany w przypadku obecności benzyny, oleju i/lub smarów.
Główne właściwości:
Maksymalny zakres temperatur od ~ -54°C do 121°C (-65° – 250°F).
Bardzo dobra odporność na oleje, rozpuszczalniki i paliwa.
Dobra odporność na ścieranie, płynność na zimno, odporność na rozdarcie.
Preferowany do zastosowań z azotem lub helem.
Słaba odporność na promieniowanie UV, ozon i warunki atmosferyczne.
Słaba odporność na ketony i chlorowane węglowodory.
Najczęściej używane w:
Zastosowania do obsługi paliw w przemyśle lotniczym i samochodowym
Koszt względny:
Niski do umiarkowanego
2)EPDM
Skład EPDM rozpoczyna się od kopolimeryzacji etylenu i propylenu. Dodaje się trzeci monomer, dien, aby materiał mógł zostać wulkanizowany siarką. Otrzymany związek jest znany jako monomer etylenowo-propylenowo-dienowy (EPDM).
Główne właściwości:
Maksymalny zakres temperatur od ~ -59°C do 149°C (-75° – 300°F).
Doskonała odporność na ciepło, ozon i warunki atmosferyczne.
Dobra odporność na substancje polarne i parę.
Doskonałe właściwości elektroizolacyjne.
Dobra odporność na ketony, zwykłe rozcieńczone kwasy i zasady.
Słaba odporność na oleje, benzynę i naftę.
Słaba odporność na węglowodory alifatyczne, rozpuszczalniki halogenowane i stężone kwasy.
Najczęściej używane w:
Środowiska chłodnicze/chłodnicze
Samochodowe układy chłodzenia i zastosowania do usuwania czynników atmosferycznych
Koszt względny:
Niski – umiarkowany
3) Neopren
Rodzina neoprenowych kauczuków syntetycznych jest wytwarzana przez polimeryzację chloroprenu i jest również znana jako polichloropren lub chloropren (CR).
Główne właściwości:
Maksymalny zakres temperatur od ~ -57°C do 138°C (-70° – 280°F).
Doskonałe właściwości odporne na uderzenia, ścieranie i płomień.
Dobra odporność na rozdarcie i odporność na ściskanie.
Doskonała wodoodporność.
Dobra odporność na umiarkowaną ekspozycję na ozon, promieniowanie UV i warunki atmosferyczne, a także oleje, smary i łagodne rozpuszczalniki.
Słaba odporność na mocne kwasy, rozpuszczalniki, estry i ketony.
Słaba odporność na chlorowane, aromatyczne i nitrowęglowodory.
Najczęściej używane w:
Zastosowania w środowisku wodnym
Elektroniczny
Koszt względny:
Niski
4) Silikon
Kauczuki silikonowe to wysokopolimerowe polisiloksany winylometylowe, oznaczone jako (VMQ), które bardzo dobrze sprawdzają się w trudnych warunkach termicznych. Ze względu na swoją czystość kauczuki silikonowe szczególnie dobrze nadają się do zastosowań higienicznych.
Główne właściwości:
Maksymalny zakres temperatur od ~ -100°C do 250°C (-148° – 482°F).
Doskonała odporność na wysoką temperaturę.
Znakomita odporność na promieniowanie UV, ozon i warunki atmosferyczne.
Wykazuje najlepszą elastyczność w niskich temperaturach spośród wymienionych materiałów.
Bardzo dobre właściwości dielektryczne.
Słaba wytrzymałość na rozciąganie i odporność na rozdarcie.
Słaba odporność na rozpuszczalniki, oleje i stężone kwasy.
Słaba odporność na parę.
Najczęściej używane w:
Zastosowania w branży spożywczej i napojów
Zastosowania w środowisku farmaceutycznym (z wyjątkiem sterylizacji parowej)
Koszt względny:
Umiarkowany – wysoki
5) Fluoroelastomer/Viton®
Fluoroelastomery Viton® są klasyfikowane pod oznaczeniem FKM. Ta klasa elastomerów to rodzina składająca się z kopolimerów heksafluoropropylenu (HFP) i fluorku winylidenu (VDF lub VF2).
W gatunkach zaawansowanych obserwuje się terpolimery tetrafluoroetylenu (TFE), fluorku winylidenu (VDF) i heksafluoropropylenu (HFP), a także eter perfluorometylowinylowy (PMVE).
FKM jest rozwiązaniem z wyboru, gdy wymagana jest wysoka temperatura i odporność chemiczna.
Główne właściwości:
Maksymalny zakres temperatur od ~ -30°C do 315°C (-20° – 600°F).
Najlepsza odporność na wysoką temperaturę.
Znakomita odporność na promieniowanie UV, ozon i warunki atmosferyczne.
Słaba odporność na ketony, estry o niskiej masie cząsteczkowej.
Słaba odporność na alkohole i związki zawierające nitro
Słaba odporność na niską temperaturę.
Najczęściej używane w:
Zastosowania uszczelniające w środowisku wodnym/SCUBA
Zastosowania paliw samochodowych o wysokim stężeniu biodiesla
Zastosowania uszczelnień lotniczych do wspomagania układów paliwowych, smarowych i hydraulicznych
Koszt względny:
Wysoki
Czas publikacji: 15 kwietnia 2020 r