Многообразие эластомеров может затруднить выбор подходящих уплотнительных элементов даже для опытных специалистов, не говоря уже о новичках. В связи с этим вопрос о том, какие уплотнительные элементы являются наилучшими, остаётся актуальным для потребителей. В данной статье мы разберём, какие материалы скрываются за этими аббревиатурами и названиями, их свойства и различия.
Этиленпропиленовые каучуки
Этиленпропиленовые каучуки (EPDM) представляют собой один из самых универсальных и востребованных материалов в производстве уплотнителей. Основной компонент EPDM – этиленпропилен, который обеспечивает высокую устойчивость к воздействию атмосферных условий, ультрафиолетового излучения, озона и химических веществ. Это делает EPDM идеальным для использования в экстремальных климатических условиях и в тех областях, где уплотнители подвергаются постоянному воздействию внешней среды.
EPDM обладает отличной эластичностью и долговечностью, что позволяет ему сохранять свои уплотнительные свойства на протяжении длительного времени. Кроме того, этот материал имеет низкую проницаемость для воды, что делает его подходящим для применения в водонепроницаемых конструкциях и системах.
Однако стоит отметить, что EPDM имеет ограниченную стойкость к углеводородам, таким как бензин и масла, что может ограничивать его использование в некоторых промышленных сферах. В целом, благодаря своей высокой универсальности и устойчивости к внешним воздействиям, этиленпропиленовые каучуки часто применяются в автомобильной, строительной и электротехнической промышленности.
Нитрильные каучуки
Нитрильные каучуки (NBR), также известные как акрилонитрил-бутадиеновые каучуки, являются важным материалом для производства уплотнительных элементов благодаря своим отличным свойствам. Основное преимущество NBR – это высокая стойкость к маслами, топливам и углеводородам, что делает его идеальным выбором для применений в автомобильной, нефтехимической и промышленной отраслях, где уплотнители подвергаются воздействию различных химических веществ.
Помимо устойчивости к углеводородам, NBR демонстрирует хорошую механическую прочность и износостойкость, что увеличивает срок службы уплотнительных элементов. Эти каучуки также обладают хорошей эластичностью и упругостью, что обеспечивает надежное уплотнение и предотвращает утечки.
Однако нитрильные каучуки имеют свои ограничения. Они менее устойчивы к воздействию высоких температур, особенно выше 100°C, и к воздействию озона и ультрафиолетового излучения. В результате, NBR не всегда подходит для применения в условиях, где требуется высокая термостойкость или защита от атмосферных факторов. Несмотря на это, их уникальные свойства делают нитрильные каучуки востребованными в областях, где необходимы отличная стойкость к химическим воздействиям и надежное уплотнение.
Фторкаучуки
Фторкаучуки, или фторированные каучуки (FKM, FPM, VITON), представляют собой высокотехнологичный материал, который используется для производства уплотнителей, требующих исключительной устойчивости к агрессивным химическим средам и экстремальным температурам. Основной компонент фторкаучуков – фтор, который придаёт материалу выдающиеся свойства.
Фторкаучуки отличаются высокой термостойкостью, способностью выдерживать температуры до 250°C и выше, что делает их идеальными для применения в высокотемпературных и жаропрочных системах. Кроме того, они обладают отличной стойкостью к химическим веществам, включая кислоты, масла, топливо и растворители, что делает их незаменимыми в нефтехимической, аэрокосмической и других отраслях, где требуется долговечность и надёжность уплотнителей.
Эти материалы также показывают хорошую стойкость к воздействию озона и ультрафиолетового излучения, что увеличивает их долговечность при эксплуатации на открытом воздухе или в условиях воздействия атмосферных факторов.
Однако фторкаучуки имеют свои недостатки. Они обычно дороже по сравнению с другими типами каучуков, и их эластичность может быть ниже, особенно при низких температурах. Кроме того, их ограниченная гибкость может не подойти для некоторых динамических приложений.
Несмотря на эти ограничения, фторкаучуки остаются высокоэффективным выбором для применения в условиях, требующих выдающихся химических и температурных характеристик.
Фторопласты
Фторопласты, наиболее известные под маркой PTFE (поли-тетрафторэтилен), представляют собой высокотехнологичные полимеры, обладающие исключительными эксплуатационными характеристиками. Одним из самых известных представителей этой группы является ПТФЭ, широко применяемый в производстве уплотнительных элементов.
Фторопласты выделяются своей высокой термостойкостью, способностью выдерживать температуры до 260°C и более без потери своих свойств. Они также обладают выдающейся химической стойкостью, что делает их идеальными для использования в условиях воздействия агрессивных химических веществ, включая кислоты, основания и органические растворители.
Одной из ключевых особенностей ПТФЭ является его низкий коэффициент трения и отличная скользящая способность, что способствует уменьшению износа и снижению трения в уплотнительных системах. Фторопласты также имеют низкую адгезию к большинству материалов, что обеспечивает легкость в извлечении и замене уплотнителей.
Однако фторопласты имеют и некоторые ограничения. Они могут быть менее эластичными по сравнению с эластомерами, что делает их менее подходящими для динамических уплотнительных решений. ПТФЭ также имеет сравнительно низкую механическую прочность, что может ограничивать его использование в условиях значительных механических нагрузок.
Тем не менее, благодаря своей исключительной термостойкости и химической устойчивости, фторопласты остаются незаменимыми в высокотехнологичных и специализированных областях, где требуются надежные и долговечные уплотнительные решения.
Силиконы
Силиконы представляют собой семейство синтетических полимеров на основе силиция, которые широко применяются для изготовления уплотнительных элементов благодаря их выдающимся свойствам. Основные преимущества силиконов включают отличную термостойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям и широкому диапазону температур.
Одним из ключевых достоинств силиконов является их способность сохранять эластичность и упругость в диапазоне температур от -60°C до +250°C и более, что делает их идеальными для использования в условиях как экстремально низких, так и высоких температур. Это свойство особенно полезно в автомобильной, авиационной и пищевой промышленности, где уплотнители часто подвергаются значительным температурным колебаниям.
Силиконы также обладают отличной стойкостью к воздействию озона, ультрафиолетового излучения и атмосферных условий, что увеличивает их долговечность при эксплуатации на открытом воздухе. Они не токсичны, что делает их подходящими для применения в медицинских и пищевых продуктах.
Однако у силиконов есть и свои ограничения. Они не обладают такой высокой стойкостью к химическим веществам, как фторкаучуки или ПТФЭ, и могут быть менее эффективными в условиях воздействия масел и топлива. Кроме того, их механическая прочность и износостойкость могут быть ниже по сравнению с некоторыми другими материалами, что может ограничивать их использование в условиях высоких механических нагрузок.
В целом, благодаря своей универсальности, термостойкости и устойчивости к внешним воздействиям, силиконы остаются востребованными для множества применений, где требуется надежное и долговечное уплотнение.
Полиацеталь
Полиацеталь (POM), также известный как полиоксиметилен, представляет собой инженерный термопласт, который отличается высокой прочностью, жесткостью и отличными механическими свойствами. Этот материал широко используется для производства уплотнительных элементов, благодаря своей устойчивости к механическим нагрузкам и долговечности.
Основные преимущества полиацеталя включают его высокую прочность на сдвиг и удар, что делает его идеальным для применения в условиях значительных механических нагрузок и в конструкциях, где требуется высокая точность и устойчивость к деформациям. POM также обладает хорошей стабильностью размеров и низким коэффициентом трения, что способствует долговечности уплотнительных элементов и снижает износ.
POM обладает хорошей устойчивостью к воде и некоторым химическим веществам, однако его стойкость к растворителям и агрессивным химическим веществам может быть ограничена по сравнению с фторопластами и силиконами. Материал также имеет умеренную термостойкость, что ограничивает его использование при температурах выше 100-120°C.
Несмотря на эти ограничения, полиацеталь остается популярным выбором для уплотнительных элементов в областях, где требуются высокая прочность и точность, такие как в машиностроении, автомобильной и электронике. Его превосходные механические свойства и устойчивость к деформациям делают его ценным материалом в приложениях, где надежность и долговечность являются приоритетом.
Характеристики
| № п/п | Материал | Твёрдость по Шору | Диапазон рабочих температур | Химическая стойкость и ограничения по применению |
|---|---|---|---|---|
| 1. | Этиленпропиленовые каучуки: EPDM, EPR, ТМКЩ | 30–90 Шор А | от -20°C до +120°C | Этиленпропиленовые каучуки имеют слабую/нулевую устойчивость к алифатическим углеводородам (пропан, бутан, бензины), ароматическим и хлорированным углеводородам, гидравлическим жидкостям, подверженным биологическому разложению, минеральным и растительным/животным маслам, тяжело воспламеняющимся пневматическим жидкостям групп HFA, HFB и HFD-S. |
| 2. | Нитрильные каучуки – NBR | 60–80 Шор А | от -5°C до +80°C | Нитрильные каучуки неустойчивы к ацетону, бензолу, двуокиси серы, соляной и муравьиной кислотам. |
| 3. | Фторкаучуки: СКФ, FKM, FPM, «VITON» | 74–84 Шор А | от -20°C до +120°C (кратковременно до +230°C) | Фторкаучуки имеют низкую/нулевую устойчивость к аммиаку, аминам, флюсовой, хлорносульфоновой, муравьиной и уксусной кислотам, полярным растворителям (ацетон, метилэтилкетон, диоксан), гликольсодержащим жидкостям. |
| 4. | Фторопласты – PTFE (ПТФЭ) | 58 Шор А | от -75°C до +260°C | Фторопласт (тефлон) демонстрирует химическую нейтральность практически ко всем соединениям и веществам. |
| 5. | Полиацеталь – POM | 85 Шор А | от -50°C до +100°C (кратковременно до +130°C) | Полиацеталь неустойчив к анилину, антифризу, диметилформамиду, дихлорэтилену, кислотам, этилацетату, этиленгликолю (50%). |
| 6. | Силикон | 35–90 Шор А | от -60°C до +250°C (для отдельных видов – от -100°C до +400°C) | Силиконы неустойчивы к азоту, авиамоторному топливу, аммиаку, ацетону, бензину, бензолу, серной кислоте. |
