Vlastnosti syntetického kaučuku: Porovnanie odolnosti voči oleju, teplu, poveternostným vplyvom a oderu

Dve čierne gumené listy môžu mať rovnakú tvrdosť, rovnakú hrúbku a rovnakú farbu a napriek tomu zlyhávajú opačným spôsobom. Doska SBR na všeobecné použitie ponechaná na kryte vonkajšieho dopravníka krieduje a praskne pod vplyvom ozónu v priebehu jednej alebo dvoch sezón, zatiaľ čo doska EPDM rovnakej tvrdosti vydrží na rovnakom mieste desať rokov. Ponorte do hydraulického oleja a poradie sa úplne obráti. Rozdiel nikdy nie je na povrchu; sedí v štruktúre polyméru a receptúre zlúčeniny. To je dôvod, prečo je porovnávanie vlastností syntetického kaučuku, nie cenovky alebo vzhľad, jediným spoľahlivým spôsobom výberu materiálu pred nákupom.

Vlastnosti, ktoré rozhodujú o tom, či zlúčenina prežije

Každý datasheet rozpráva svoj príbeh prostredníctvom krátkeho zoznamu nameraných hodnôt. Tvrdosť vyjadrená v Shore A od približne 40 pre mäkké tesniace zmesi až po 90 pre tvrdé opotrebiteľné povrchy vám hovorí o tuhosti, ale nie o sile. Pevnosť v ťahu a predĺženie pri pretrhnutí, testované podľa ASTM D412, ukazujú, koľko stresu zmes prežije pred roztrhnutím a ako ďaleko sa natiahne ako prvá. Súprava kompresie, meraná podľa ASTM D395, je číslo, ktoré kupujúci najčastejšie preskakujú: tesnenie, ktoré si po 22 hodinách pri pracovnej teplote udrží viac ako 25 percent svojej kompresie, bude netesné dlho pred skončením záruky na zariadenie.

Rovnako dôležité sú aj environmentálne hodnoty. Nepretržitá prevádzková teplota označuje strop, pri ktorom si zmes zachováva svoju elasticitu roky namiesto hodín. Olejové napučiavanie, určené ponorením ASTM D471, predpovedá, či tesnenie zmäkne a či je rozmerovo nestabilné v palive alebo mazive. Odolnosť voči ozónu a UV žiareniu určuje životnosť v exteriéri a flexibilita pri nízkych teplotách rozhoduje o tom, či diel prežije zimné štartovanie bez prasknutia.

Pre rýchlu orientáciu, toto sú vlastnosti, ktoré najčastejšie rozhodujú o úspechu alebo neúspechu v tejto oblasti:

• Tvrdosť (Shore A): tuhosť pri zaťažení; nesprávne hodnoty vedú k vytláčaniu cez medzery medzi prírubami alebo nedostatočnú tesniacu silu.
• Pevnosť v ťahu a predĺženie (ASTM D412): odolnosť proti roztrhnutiu počas inštalácie a proti ohybu počas prevádzky.
• Kompresná sada (ASTM D395): či sa tesnenie zotaví po mesiacoch stláčania; vysoké nastavenie znamená trvalé únikové cesty.
• Napučiavanie oleja a kvapalín (ASTM D471): rozmerová stabilita pri kontakte s olejmi, palivami a procesnými chemikáliami.
• Tepelné starnutie a odolnosť voči ozónu (ASTM D573 a D1149): povrchové praskanie a skrehnutie vonku alebo v blízkosti horúceho zariadenia.
• Priepustnosť plynov a dielektrické správanie: zadržiavanie vzduchu pre pneumatické časti a izolačný výkon pre elektrické použitie.

Žiadne jediné číslo nekorunuje gumu najlepšie; každá nehnuteľnosť sa obchoduje s inou a chémia za každou rodinou polymérov určuje, kde tieto kompromisy padajú.

Ako porovnávajú hlavné rodiny syntetického kaučuku

Všetky vyššie uvedené hodnoty vychádzajú z chémie polymérov. Materiály s nenasýtenou chrbticou, ako sú SBR a NBR, sa ľahko vytvrdzujú a dobre spevňujú, ale rovnaké dvojité väzby, ktoré napomáhajú vulkanizácii, tiež vyvolávajú útok ozónu. Nasýtené skelety, ako je EPDM a butyl, odstraňujú poveternostné vplyvy, no v ropných olejoch zle napučiavajú. Polarita pridáva tretiu vrstvu: akrylonitrilové jednotky v NBR a fluór v FKM dodávajú polyméru afinitu k nepolárnym olejom, čo je presne to, čo tesnenie potrebuje, keď musí sedieť v oleji bez toho, aby sa rozpúšťalo. Tabuľka zhusťuje výsledné kompromisy.

Tabuľku berte skôr ako prvý filter než ako verdikt. Keď jedna časť čelí oleju aj slnečnému žiareniu, ani NBR ani EPDM nezvíťazí samostatne, takže dizajnéri buď pristúpia k FKM, pridajú ochrannú vrstvu alebo rozdelia povinnosti medzi dva materiály. Hadica s krytom z EPDM a vnútornou trubicou z NBR je bežným výsledkom presne tohto uvažovania.

Prečo sa dve šarže toho istého polyméru správajú odlišne

Názov polyméru zaručuje menej, ako kupujúci očakávajú. Dve zlúčeniny NBR môžu vychádzať z rovnakého surového polyméru a stále sa výrazne líšia v napučiavaní oleja, životnosti oderu a starnutí teplom, pretože receptúra ​​okolo nich riadi konečnú sieť. Typ sadzí a zaťaženie niekoľkonásobne zvyšujú pevnosť v ťahu a odolnosť proti oderu; výber zmäkčovadla posúva bobtnanie oleja a flexibilitu pri nízkych teplotách; a vytvrdzovanie sírou v porovnaní s vytvrdzovaním peroxidom mení tepelnú odolnosť a tuhnutie v tlaku. Základný polymér určuje strop, ale zloženie rozhoduje o tom, ako blízko sa diel dostane.

O tom, či receptúra ​​prežije do hotového dielu, potom rozhoduje kvalita spracovania. Oleje a zmäkčovadlá sa musia rovnomerne rozptýliť v dávke, inak list opustí linku s mäkkými miestami a nekonzistentným napučiavaním; spôsob a stroj na miesenie gumy obsahuje oleje a zmäkčovadlá do dávky priamo formuje tieto distribúcie vlastností. Na stave vytvrdnutia záleží rovnako: nedostatočne vytvrdené diely zostávajú lepkavé a zle tuhnú pri stlačení, zatiaľ čo pretvrdnuté diely stvrdnú, stratia predĺženie a prasknú na začiatku prevádzky.

To je dôvod, prečo sa disciplinovaní nákupcovia pýtajú skôr na kontrolu procesu než len na cenu: Mooney viskozitné okná na šaržu, krivky vytvrdzovacieho reometra na každej zmesi a zdokumentovaná teplotná disciplína počas miešania a vytvrdzovania, všetko sa neskôr obnoví ako konzistencia vlastností dodaného dielu.

Prispôsobenie vlastností polyméru úlohe

Tri scenáre pokrývajú väčšinu nákupov priemyselných plechov, tesnení a tesnení a každý z nich odmeňuje iný kompromis.

Kontakt oleja a paliva: NBR a jeho akrylonitrilový číselník

NBR je predvolená všade tam, kde sú diely v oleji, a obsah akrylonitrilu vám umožňuje vyladiť ho. Stupne ACN sa pohybujú zhruba od 18 do 50 percent: vyššie ACN zlepšuje odolnosť voči oleju a palivu, ale spevňuje zmes v chladnom počasí, takže tesnenie pre vonkajší hydraulický systém v chladnej oblasti má zvyčajne skôr strednú triedu než najodolnejšie voči olejom. V prípade tesnení dielní, závodov a potrubí táto rovnováha medzi odolnosťou voči olejom a nákladmi vysvetľuje, prečo plech NBR dominuje vo všeobecnom priemysle.

Neoprénová (CR) gumová doska pre vyváženú odolnosť voči olejom, plameňom a poveternostným vplyvom Chloroprénová gumová doska ponúka strednú toleranciu voči olejom, samozhášavú retardáciu horenia a silnú odolnosť voči UV žiareniu a ozónu. Praktická stredná cesta, keď aplikácie vyžadujú určitú expozíciu olejom a vonkajšiu odolnosť bez nákladov na nitril. Zobraziť produkt →

Slnečné svetlo, ozón a para: EPDM

EPDM nesie plne nasýtenú chrbticu, takže ozón a ultrafialové svetlo sa ho takmer nedotýkajú a materiál si poradí s parou a horúcou vodou až do teploty okolo 150 °C. Táto kombinácia vysvetľuje jeho priľnavosť k strešným membránam, vonkajšej elektrickej izolácii a tesneniam vystaveným poveternostným vplyvom. Jeho slabinou je ropný olej: EPDM tesnenie vedľa mazaného ložiska napučiava a degraduje. Tam, kde dominujú poveternostné vplyvy a chýba olej, poskytujú zmesi EPDM najdlhšiu životnosť na jednotku nákladov.

Gumová fólia EPDM pre vonkajšie použitie a vystavenie pare Doska EPDM odoláva ozónu, UV žiareniu a teplotám do cca 150 °C, vďaka čomu je ideálna pre strešné krytiny, vonkajšie tesnenia a parovody. Jeho nasýtená chrbtica odoláva poveternostným vplyvom, ale napučiava v ropných olejoch, takže vyhovuje prostrediam bez oleja. Zobraziť produkt →

Trvalé teplo a agresívne médiá: FKM

Keď kontinuálne teploty prekročia 150 °C alebo tekutiny atakujú všetko lacnejšie, FKM ospravedlňuje svoju cenu. Štandardné druhy bežia nepretržite pri teplote okolo 200 °C, pričom odolávajú olejom, palivám a širokému spektru chemikálií, a špeciálne druhy rozširujú studený koniec radu, kde záleží na nízkych teplotách. Chemické spracovateľské závody, palivové systémy a letecké linky udržujú FKM v prevádzke napriek prémii, pretože výmena chybného tesnenia zvyčajne stojí oveľa viac ako samotný materiál.

Gumová doska FKM pre vysokoteplotné a chemické služby Fluoroelastomérová doska zvláda nepretržité teplo blízko 200 °C a zároveň odoláva olejom, palivám a agresívnym chemikáliám. Keď lacnejšie elastoméry zlyhajú v chemických závodoch alebo palivových systémoch, odolnosť FKM ospravedlňuje jeho prémiovú cenu. Zobraziť produkt →

Čo skontrolovať pred nákupom

Technické listy sa dajú ľahko nafúknuť, takže na overení záleží rovnako ako na vytlačených číslach. Disciplinovaný nákup prebieha cez tento kontrolný zoznam:

1. Požiadajte o úplný technický list s testovacími metódami a podmienkami, nie s hlavnými hodnotami: pevnosť v ťahu podľa ASTM D412, tvrdosť podľa ASTM D2240, tlaková stálosť podľa ASTM D395 pri vašej skutočnej pracovnej teplote a vystavenie kvapaline podľa ASTM D471 vo vašej skutočnej kvapaline.
2. Požiadajte o popis linky ASTM D2000 alebo ekvivalentnú písomnú špecifikáciu, aby bolo možné každú budúcu dávku porovnať s rovnakými požiadavkami.
3. V prípade statických tesnení považujte nastavenie kompresie za vyhovujúce alebo neúspešné; hodnoty nad zhruba 25 percent po 22 hodinách zvyčajne predpovedajú skorý únik.
4. Pred uvoľnením objemových objednávok otestujte materiál vzorky v reálnych podmienkach, vrátane úplných teplotných cyklov a mechanického zaťaženia.
5. Prediskutujte konzistenciu šarže s dodávateľom: viskozitné okienka Mooney, krivky vytvrdzovania z každej zmesi a zdokumentovaná kontrola teploty počas miešania a vytvrdzovania.

Dodávatelia, ktorí prevádzkujú svoje vlastné miešacie, kalandrovacie a vulkanizačné zariadenia, môžu zvyčajne odpovedať na tieto otázky pomocou procesných údajov namiesto záruk. náš riešenia v oblasti gumárenských výrobkov Stránka načrtáva, ako sa fázy miešania, tvarovania a vytvrdzovania spájajú s vlastnosťami, o ktorých sa tu diskutuje, a je to rozumný východiskový bod pre túto konverzáciu.

Vlastnosti syntetického kaučuku fungujú ako systém, nie ako jediné číslo. Teplotné limity, napučanie oleja, odolnosť voči ozónu a kompresia sa navzájom obchodujú a správna zmes je tá, ktorej kompromisy zodpovedajú dominantnému namáhaniu vo vašej aplikácii. Porovnajte materiály na nameraných hodnotách, nakupujte podľa písomných špecifikácií a pamätajte, že vlastnosti na papieri sa stanú skutočnými iba vtedy, keď sa zmes mieša, formuje a vytvrdzuje pod kontrolou. Toto spojenie chémie a procesnej disciplíny je to, čo oddeľuje časť, ktorá vydrží celú svoju životnosť, od tej, ktorá zlyhá predčasne.