如何選(xuǎn)用橡膠材料

 

在選用密封件用之橡(xiàng)膠(jiāo)材料時,須考慮幾(jǐ)種重要的指標:

一、 使用(yòng)條件考慮

1. 須接觸的物體(包含液體、氣體、固(gù)體及(jí)各種化學藥(yào)劑)

2. 溫(wēn)度區間(最低及最高溫度)

3. 壓力區間(密封件承受(shòu)壓力時的(de)最低壓縮比率之(zhī)考慮)

4. 靜(jìng)態或動態(tài)使用之考慮


二、 設計(jì)需求考慮

1. 組合之考慮

2. 使用中可能之化(huà)學反應考(kǎo)慮

3. 使用壽命考慮及可能失(shī)敗(bài)原因檢討

4. 組件潤(rùn)滑度及組裝方式考慮(lǜ)

5. 公差方麵考慮


三、 檢驗需求考慮

1. 定義出檢驗標準

2. 決定樣(yàng)本確認之需求性

3. 設定允收標準

4. 主(zhǔ)要密封表麵設定


四、 材質規範(fàn)之(zhī)選擇

1. 決定材質規範的選用,如美國ASTM、德國DIN、日本JIS、中國GB等

2. 與供貨商討論,定義橡膠材料的選用

3. 選用供貨(huò)質量穏定供(gòng)貨商


五、 成本(běn)考慮

選用適(shì)合之膠料,選免選(xuǎn)用(yòng)成本高且不符(fú)實用之膠(jiāo)料,造成成品無法發密封功能,無論是天然(rán)或人工合成之橡膠均擁有一般之橡膠特性,如受(shòu)壓縮之後(hòu)彈力恢複性、耐(nài)曲折性、耐擠性及對氣體液體之耐滲透性,但每一類之橡膠彈(dàn)性體均有其獨特(tè)之性能,同時藉由橡膠配方之組合物也(yě)能對其性能表現(xiàn)產生影響(xiǎng)。目前有超過二十(shí)種以上之橡膠彈性體,並廣泛被(bèi)使用在各類材料需求(qiú),同時經由專業混(hún)煉廠之配方設計及混煉,更能提供符合各項工程需求,硫(liú)化作用使橡膠由熱(rè)可(kě)塑性混合物轉成熱(rè)固性之期待(dài)形狀,交鏈作用(Crosslink)提供(gòng)”橡(xiàng)膠分子鏈接(jiē)力量及彈性予密封(fēng)件發揮性能,因此密封件之(zhī)設計(jì)者與營(yíng)造者及膠料供應者互相討論決定使用材料是非常(cháng)重要的。

 

橡(xiàng)膠原枓特(tè)性、優缺點及經常用途(tú)

橡膠材質

材質說明

優缺點

經常用途

丁腈膠

NBR

(Nitrile Rubber)

由丙烯腈(jīng)與丁二烯共聚合而成,丙烯腈含量由18%~50%,丙烯腈含量愈高,對石化油品碳氫燃料油之抵抗(kàng)性愈好,但低溫性(xìng)能(néng)則變差,一般使用溫度(dù)範圍為-25~100℃。丁腈膠為目前(qián)油封及O型圈最常用之橡膠之一(yī)。

優點:

1. 具良好的抗油、抗(kàng)水、抗溶劑及抗高(gāo)壓油(yóu)的特性。

2. 具良好的壓(yā)縮歪,抗磨及伸長力。

缺點:

1. 不適合(hé)用於極性溶劑(jì)之中,例如酮類、臭氧、硝基烴,MEK和氯仿。

1. 用於製作燃(rán)油箱、潤滑油箱以及在石油係液壓油、汽油、水、矽潤滑(huá)脂(zhī)、矽油、二酯係潤滑油、甘醇係液壓油等流體介質中使用的(de)橡(xiàng)膠零件,特(tè)別是密(mì)封零件。可說是目前(qián)用途最廣、成本最低的橡膠密封件。

氫化丁(dīng)腈膠(jiāo)

HNBR

(Hydrogenate Nitrile)

氫化丁腈膠為(wéi)丁腈膠中經由(yóu)氫化後去除部份雙鏈,經氫化後其耐溫性、耐候(hòu)性比一般丁腈橡膠提高很多,耐油性(xìng)與一般丁腈膠相近。一般使用溫度(dù)範圍為(wéi)-25~150℃。

優點:

1. 較丁腈膠擁有較佳(jiā)的(de)抗磨性

2. 具極佳的抗蝕、抗張、抗(kàng)撕(sī)和壓縮歪的特性(xìng)

3. 在(zài)臭(chòu)氧、陽光(guāng)及(jí)其它(tā)的大氣(qì)狀況下具良好的抵抗性

4. 一(yī)般來說適用於洗衣(yī)或洗碗的(de)清洗劑(jì)中

缺點:

1. 不建議使用於醇類,酯類或是芳香族的溶液之中。

1. 空調製冷業,廣泛用於環保冷媒R134a係(xì)統中的密封件。

2. 汽車發動機係(xì)統密封件。

 

乙丙膠

EPDM

(Ethylene propylene Rubber)

由乙烯及丙烯共聚合而成主鏈不(bú)合雙鏈,因此耐熱性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常優秀,但無法硫磺加硫。為解決此問題,在EP主鏈上導入少量有雙鏈之第三成份而可硫磺加硫即成EPDM,一般(bān)使用溫度範圍為-50~150℃。對極性溶劑如醇、酮(tóng)、乙二醇(chún)及磷酸脂類液壓油抵抗性極佳。

優點:

1. 具良好抗候性及抗臭氧性

2. 具極佳的抗水性及抗化學物

3. 可使用醇類及酮類(lèi)

4. 耐高溫蒸氣,對氣(qì)體具良好的不(bú)滲透性 

缺點:

1. 不建議用於食品(pǐn)用途或是暴露於芳(fāng)香氫之(zhī)中。

1. 高溫水蒸汽環境之密封件。

2. 衛浴設備密封件或零件(jiàn)。

3. 製動(刹車)係統(tǒng)中的(de)橡膠零件。

4. 散(sàn)熱器(汽車水箱)中的密(mì)封件。

矽橡(xiàng)膠

SI

(Silicone Rubber)

矽膠主鏈(liàn)由矽(-si-o-si)結合而成。具有極佳的(de)耐熱、耐寒、耐臭氧(yǎng)、耐大氣老化。有很(hěn)好的電(diàn)絕緣性能。抗拉力強(qiáng)度較一般橡膠差且不具耐油性。

優(yōu)點:

1. 經調製配方後抗張強度可達1500PSI及(jí)抗撕裂性可達88LBS

2. 彈性良好(hǎo)及具有良好的壓縮歪

3. 對中性溶劑具有良好的抵抗性

4. 具極佳的抗熱性(xìng)

5. 具極佳的(de)抗寒性

6. 對於臭氧及(jí)氧化(huà)物的侵蝕具極佳的抵抗性(xìng)

7. 極佳的電絕緣(yuán)性能

8. 隔熱、散熱性佳(jiā)

缺點:

1. 不建(jiàn)議使用於大部份濃縮(suō)的溶劑、油品、濃縮酸及經稀釋後的氫氧化鈉之中。

1. 家用電器行業所使用(yòng)的密封件或橡膠零件,如電熱壺、電(diàn)燙鬥、微波(bō)爐內的橡膠零件。

2. 電子行業的密封件(jiàn)或橡膠零件,如手(shǒu)機按鍵、DVD內的減震墊、電纜線接頭內的(de)密封件等。

3. 與人體(tǐ)有接觸的各式(shì)用品上的密封件,如(rú)水壺、飲水機等。

氟橡(xiàng)膠

FPM

(Fluoro Carbon Rubber)

分子內含氟之橡(xiàng)膠,依氟含量(即單體構造(zào))而有各種類型。目前廣用的六(liù)氟化係氟橡膠最早由杜邦公司(sī)以”Viton”商品名上市。耐高溫性優於矽橡(xiàng)膠(jiāo),有極(jí)佳的耐化學(xué)性、耐大部分(fèn)油及溶(róng)劑(酮、酯類除外)、耐候性及耐臭氧性;耐寒性則較不良,一般使用溫度範圍為-20~250℃。特殊配(pèi)方可耐低溫至-40℃。

優點:

1. 可抗熱至(zhì)250℃

2. 對於大部份油品及溶劑都具有抵抗的能力,尤其是所(suǒ)有的酸類(lèi)、脂族烴、芳香烴及動植(zhí)物油

缺點:

1. 不建議使用於酮類,低分子量的酯類及含硝的混合物。

1. 汽車(chē)、機車、柴油發動(dòng)機(jī)及燃料係統。

2. 化工廠的密(mì)封件。

矽氟橡膠

FLS

(Fluorinated Silicone Rubber)

矽氟橡膠為(wéi)矽橡膠經氟(fú)化處理,其一般性能兼具有氟橡膠及矽橡膠的優點;其耐油、耐溶劑、耐燃(rán)料油及耐高(gāo)低溫性均佳,一般使用溫度(dù)為-50~200℃。

 

優點:

1. 適用於特別用(yòng)途,如要求能抗含(hán)氧的化學物、含芳香氫的溶劑及含氯的溶劑的侵蝕。

缺(quē)點:

1. 不(bú)建(jiàn)議暴露於煞車油,酮(tóng)類及胼的(de)溶液中

1. 太空(kōng)機件上。

 

丁苯膠

S B R

(Styrene Butadiene Copolyme)

丁二烯與苯乙烯之共聚合物,與天然膠比較,質量均勻,異物少,但機(jī)械強度則較弱,可與天然膠摻合使用。

優點:

1. 低成本的非抗油性材質

2. 良好的抗水性,硬度70以下具良好彈力

3. 高硬度時具較差的壓縮歪

4. 可使用大部份中性的化學物質及幹性、滋性的有機酮

缺(quē)點:

1. 不建議使用強酸(suān)、臭氧、油類、油酯和脂肪及大部份的碳氫化合(hé)物之中。

1. 廣用於輪胎業、鞋業、膠布業及輸送帶行業等。

丁基橡膠

IIR

(Butyl Rubber)

為異丁烯與少量isoprenes聚合(hé)而成,保有少量不飽(bǎo)合基供加硫用,因甲基的立體障礙分子的運動比其(qí)它聚合物少,故氣體(tǐ)透過性較少,對熱、日光、臭氧之抵抗性大,電器絕緣性佳;對極性溶劑如(rú)醇、酮、酯等抵抗大,一般使用溫度範圍為-54~110℃。

優點:

1. 對大部份一般(bān)氣體具不滲透性

2. 對陽光及臭氧具良好的抵抗性

3. 可暴露於動物或植物(wù)油或是(shì)可(kě)氧化的化學物中

缺點:

1. 不建義與石油溶劑,膠煤油和芳氫同時使用。

1. 用於製作耐化學藥品、真空設備的橡膠零件。

氯丁膠

CR

(Neoprene、Polychloroprene)

由氯丁(dīng)烯單體(tǐ)聚合而成。硫化後的橡膠彈性耐磨性好,不(bú)怕陽光的直(zhí)接照(zhào)射,有特(tè)別好的耐大氣老化性能(néng),不怕(pà)激烈的扭曲,不怕二(èr)氯二氟甲烷和氨等製冷劑,耐稀酸、耐矽酯係潤滑油,但不耐磷酸酯係液壓油。在低溫時易(yì)結(jié)晶、硬化,貯(zhù)存穩定性(xìng)差,在苯胺點低的礦(kuàng)物(wù)油中膨(péng)脹量大(dà)。一般使用溫度範圍為-50~150℃。

優點:

1. 彈性良好及具良好的壓縮變形。

2. 配方內不含硫磺因此非常容易來(lái)製作

3. 具(jù)抗動物及植物(wù)油的特性(xìng)

4. 不會因中性化學物,酯肪(fáng)、油脂(zhī)、多種油品,溶劑而影響(xiǎng)物性

5. 具防燃特性

缺點:

1. 不建議使用(yòng)強酸、硝基烴、酯類、氯(lǜ)仿及酮類的化學物之(zhī)中。

1. 耐R12製冷劑的密封件(jiàn)。

2. 家電用品上的橡膠零(líng)件或密封件。

3. 適合用來(lái)製作各種直(zhí)接接觸大氣、陽光、臭氧的零件(jiàn)。

4. 適用(yòng)於各種耐燃、耐(nài)化學(xué)腐蝕的橡膠製品。

氯磺化聚乙烯膠

CSM

(Hypalon、Polyethylene)

氯磺化聚乙烯為杜邦公司專利的合成(chéng)橡膠。耐(nài)熱性(xìng)、耐候性、耐臭氧性均(jun1)佳(jiā);耐酸性也佳,常用於耐氧化性藥品(硝酸、硫酸)之處,一般使用溫度範圍為-45~120℃。

優點:

1. 對臭氧(yǎng)、氧化及火焰都有不錯的抵抗性

2. 物性和氯(lǜ)丁膠相似且擁有較佳的抗酸性

3. 極佳的抗磨蝕(shí)性

4. 擁有(yǒu)和丁腈膠相同的低磨擦表麵

5. 對於油劑及溶劑(jì)的抵抗性介於丁腈膠及氯丁膠之間

6. 建議使用水中來防滲漏

缺點:

1. 不建議暴露於濃縮的氧化酸、硝基烴、酯類、酮類及芬(fēn)香氫。


丙烯(xī)酸酯橡膠

ACM

(Polyacrylate Rubber)

由Alkyl Ester Acrylate為(wéi)主成份聚合而成之彈性體,耐石化油、耐高溫(wēn)、耐候性均佳,在機械強度、壓縮變形(xíng)率及耐水性方麵(miàn)則較弱(ruò),比一般耐油膠稍差。一般使用溫度範圍為-25~170℃。

優點:

1. 適用(yòng)於汽車(chē)傳動油之中

2. 具良(liáng)好的抗氧化及抗候性

3. 具抗彎曲變型的功能

4. 對油品有極(jí)佳(jiā)的抵抗性

5. 適用於汽(qì)車(chē)傳動係統(tǒng)及動力方(fāng)向盤之中(zhōng)

缺點(diǎn):

1. 不適用於熱水之中

2. 不適用於煞車油之中

3. 不具耐低溫的功能

4. 不(bú)適(shì)用於磷(lín)酸(suān)酯(zhǐ)之中

1. 汽車傳動係(xì)統及動力係(xì)統密封件。

天然橡膠

NR

(Natural Rubber)

由橡膠樹采集膠乳製成,是異戊(wù)二(èr)烯的聚合物(wù)。具有很好的耐磨性、很高的彈性、扯(chě)斷(duàn)強度及伸(shēn)長(zhǎng)率。在空氣中易老化,遇熱變(biàn)黏,在礦物油或(huò)汽油(yóu)中易膨脹和溶解,耐(nài)堿但不耐(nài)強酸。


1. 是製作膠帶、膠管、膠鞋的原料,並適用(yòng)於製作減震零(líng)件、在(zài)汽車刹車油、乙(yǐ)醇等帶氫氧根的(de)液體中使用的製品。

聚氨酯橡膠

PU

(Urethane Rubber)

聚氨酯橡膠機械物性相當好,高硬度、高彈性、耐磨耗(hào)性均(jun1)是其它橡(xiàng)膠類所難相比;耐老化性、耐臭氧性、耐(nài)油性也相當(dāng)好。一(yī)般使用溫度範圍為-45~90℃。

優點(diǎn):

1. 耐磨、耐高壓

缺點:

1. 不耐高溫

1. 工(gōng)業上耐高壓、耐磨密封件,如液壓缸密(mì)封件。

2. 高壓高荷(hé)電係統

 


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