TOP 5 elastomerów do zastosowań w uszczelkach i uszczelnieniach
Czym są elastomery? Termin ten pochodzi od słowa „elastyczny” – jednej z podstawowych właściwości gumy. Słowa „guma” i „elastomer” są używane zamiennie w odniesieniu do polimerów o lepkosprężystości – powszechnie określanej jako „elastyczność”. Do naturalnych właściwości elastomerów należą elastyczność, wysokie wydłużenie oraz połączenie sprężystości i tłumienia drgań (tłumienie to właściwość gumy, która powoduje, że zamienia ona energię mechaniczną na ciepło pod wpływem ugięcia). Ten unikalny zestaw właściwości sprawia, że elastomery są idealnym materiałem na uszczelki, uszczelnienia, izolatory itp.
Z biegiem lat produkcja elastomerów ewoluowała od kauczuku naturalnego pozyskiwanego z lateksu drzewnego do wysoce zaawansowanych technologicznie odmian gumy. Podczas tworzenia tych odmian, specyficzne właściwości uzyskuje się za pomocą dodatków, takich jak wypełniacze czy plastyfikatory, lub poprzez zmianę proporcji w strukturze kopolimeru. Ewolucja w produkcji elastomerów stwarza niezliczone możliwości elastomerów, które można projektować, wytwarzać i udostępniać na rynku.
Aby wybrać odpowiedni materiał, należy najpierw przeanalizować wspólne kryteria dotyczące wydajności elastomerów w zastosowaniach uszczelnień. Wybierając odpowiedni materiał, inżynierowie często muszą wziąć pod uwagę wiele czynników. Warunki pracy, takie jak zakres temperatur pracy, warunki środowiskowe, kontakt z substancjami chemicznymi oraz wymagania mechaniczne lub fizyczne, muszą być starannie rozważone. W zależności od zastosowania, warunki te mogą znacząco wpływać na wydajność i oczekiwaną żywotność uszczelki lub uszczelnienia elastomerowego.
Mając na uwadze te kwestie, przyjrzyjmy się pięciu elastomerom najczęściej stosowanym w uszczelkach i uszczelnieniach.

1)Buna-N/Nitryl/NBR
Wszystkie te nazwy to synonimy. Ten syntetyczny kopolimer kauczuku akrylonitrylu (ACN) i butadienu, zwany również kauczukiem nitrylowo-butadienowym (NBR), jest popularnym wyborem, często wybieranym 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, płynięcie na zimno, odporność na rozdarcie.
Preferowane do zastosowań z azotem lub helem.
Słaba odporność na promieniowanie UV, ozon i warunki atmosferyczne.
Słaba odporność na ketony i chlorowane węglowodory.
Najczęściej stosowane w:
Zastosowania w transporcie paliwa w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym
Koszt względny:
Niski do umiarkowanego

2)EPDM
Proces wytwarzania EPDM rozpoczyna się od kopolimeryzacji etylenu i propylenu. Dodawany jest trzeci monomer, dien, który umożliwia wulkanizację materiału za pomocą siarki. Powstały związek znany jest 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 działanie substancji polarnych i pary wodnej.
Doskonałe właściwości izolacji elektrycznej.
Dobra odporność na ketony, zwykłe rozcieńczone kwasy i zasady.
Słaba odporność na oleje, benzynę i naftę.
Słaba odporność na węglowodory alifatyczne, rozpuszczalniki halogenowe i stężone kwasy.
Najczęściej stosowane w:
Środowiska chłodnicze/chłodnie
Zastosowania w układach chłodzenia i uszczelnieniach samochodowych
Koszt względny:
Niski – Umiarkowany

3) Neopren
Rodzina kauczuków syntetycznych – neopren – powstaje w wyniku polimeryzacji chloroprenu i jest znana również jako polichloropren lub chloropren (CR).
Główne właściwości:
Maksymalny zakres temperatur od ~ -57°C do 138°C (-70° – 280°F).
Doskonała odporność na uderzenia, ścieranie i płomienie.
Dobra odporność na rozdarcie i odkształcenia trwałe po ściskaniu.
Doskonała odporność na wodę.
Dobra odporność na umiarkowane działanie ozonu, promieniowania UV i czynników atmosferycznych, a także olejów, smarów i łagodnych rozpuszczalników.
Słaba odporność na silne kwasy, rozpuszczalniki, estry i ketony.
Słaba odporność na węglowodory chlorowane, aromatyczne i nitro.
Najczęściej stosowane w:
Zastosowania w środowisku wodnym
Elektroniczny
Koszt względny:
Niski

4) Silikon
Kauczuki silikonowe to wysokopolimerowe winylometylopolisiloksany, oznaczane symbolem VMQ, które doskonale 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 wysokie temperatury.
Wyjątkowa odporność na promieniowanie UV, ozon i warunki atmosferyczne.
Wykazuje najlepszą elastyczność w niskich temperaturach spośród wymienionych materiałów.
Bardzo dobre właściwości dielektryczne.
Niska wytrzymałość na rozciąganie i rozdarcie.
Słaba odporność na rozpuszczalniki, oleje i stężone kwasy.
Słaba odporność na działanie pary.
Najczęściej stosowane w:
Zastosowania w przemyśle spożywczym i napojowym
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 zaawansowanych gatunkach można znaleźć terpolimery tetrafluoroetylenu (TFE), fluorku winylidenu (VDF) i heksafluoropropylenu (HFP), a także perfluorometylowinyloeter (PMVE) zawierające substancje specjalne.
FKM jest rozwiązaniem pierwszego wyboru, gdy wymagana jest odporność na wysokie temperatury i substancje chemiczne.
Główne właściwości:
Maksymalny zakres temperatur od ~ -30°C do 315°C (-20° – 600°F).
Najlepsza odporność na wysokie temperatury.
Wyjątkowa odporność na promieniowanie UV, ozon i warunki atmosferyczne.
Słaba odporność na ketony, estry o małej masie cząsteczkowej.
Słaba odporność na alkohole i związki zawierające nitro
Słaba odporność na niskie temperatury.
Najczęściej stosowane w:
Zastosowania uszczelniające w akwariach wodnych/nurkowych
Zastosowania paliw samochodowych o wysokim stężeniu biodiesla
Zastosowania uszczelnień w lotnictwie i kosmonautyce w systemach paliwowych, smarowych i hydraulicznych
Koszt względny:
Wysoki
Czas publikacji: 15 kwietnia 2020 r.