Opýtajte sa troch ľudí, čo je guma, a dostanete tri rôzne odpovede: strom v juhovýchodnej Ázii, pneumatika na aute a čiara na kresbe, ktorá hovorí 70 Shore A, čierna. Všetky tri sú správne a medzera medzi nimi je miestom, kde väčšina argumentov týkajúcich sa zdrojov začína.
Čo Guma vlastne je
Guma je elastomér: polymérna sieť, ktorá sa pri zaťažení deformuje a po odstránení záťaže takmer úplne pruží. Tento obnoviteľný úsek je určujúcou vlastnosťou. Farba, tvrdosť a cena, to všetko vyplýva z chémie pod ňou.
Prírodný kaučuk je cis-1,4-polyizoprén získaný z Hevea brasiliensis. Syntetický kaučuk je polymerizovaný z monomérov, ako je butadién, styrén, izoprén, chloroprén, etylén a propylén, s fluórom alebo kremíkom v špeciálnych triedach. Obidve cesty končia na rovnakom mieste: surový polymér s Mooney viskozitou a takmer žiadnou užitočnou pevnosťou, kým nie je zmiešaný a vytvrdený.
400 až 700 %
Predĺženie pri pretrhnutí pre typické zlúčeniny na všeobecné použitie
40 až 90
Shore Pásmo tvrdosti pokrývajúce väčšinu tesnení, rohoží a pneumatík
-40 až 120 °C
Pracovné okno pre všeobecné známky; špeciálne stupne sú širšie
Elastomér: polymér, ktorý možno opakovane natiahnuť aspoň na dvojnásobok svojej uvoľnenej dĺžky pri izbovej teplote a po uvoľnení sily sa na túto dĺžku vráti. Guma je každodenný názov; elastomér je inžiniersky.
Praktickým dôsledkom je, že guma je rodina, nie materiál. Dve časti označované ako čierna guma sa môžu líšiť o 60 bodov tvrdosti, o 150 C tepelnej odolnosti a o faktor štyri v cene za kilogram.
Prírodný kaučuk: Od latexu po balík
Prírodný kaučuk začína ako latex, mliečna suspenzia približne 30 až 40 percent kaučukového uhľovodíka získaná z kôry zrelých stromov Hevea. Latex sa koaguluje s kyselinou mravčou alebo octovou, lisuje sa do plátov alebo strúhanky a suší sa pred lisovaním.
To, ako sa toto hodnotenie vykonáva, rozhoduje o tom, čo skutočne dostanete. Rebrované údené plechy si zachovávajú vysokú pevnosť v surovom stave a stavebnú lepivosť, čo je dôležité pri ručnej výrobe veľkých dielov. Technicky špecifikované druhy gumy, ako napríklad TSR 10 alebo TSR 20, sa predávajú proti limitom na nečistoty, popol, dusík a prchavé látky a proti oknu viskozity Mooney.
- Viskozita Mooney a, čo je dôležitejšie, sa okolo nej šíria šarže
- Obsah nečistôt a popola, ktoré narúšajú disperziu sadzí
- Prchavé látky, ktoré posúvajú presnosť váženia na malé prísady
- Index zachovania plasticity, rýchly indikátor odolnosti proti starnutiu
Prírodný kaučuk si svoje miesto získava vďaka pevnosti v ťahu, odolnosti proti roztrhnutiu, únavovej životnosti a lepivosti. Jeho limity sú rovnako jasné: v olejoch a palivách napučiava, pod ozónom praská a pri nepretržitej prevádzke rýchlo starne nad približne 90 °C.
Syntetický kaučuk: Najprv si vyberte chémiu
Syntetický kaučuk sa vyrába polymerizáciou monomérov odvodených z ropy a táto kontrola je základom: môžete určiť odolnosť voči oleju, ozónu alebo prevádzkovú teplotu 200 C, ktorú prírodný kaučuk nikdy nedosiahne.
| Rodina | Hlavná sila | Rozsah služieb | Odolnosť voči olejom |
| SBR | Odolnosť proti oderu, náklady | -50 °C až 100 °C | Chudák |
| NBR | Odolnosť voči olejom, palivám a mastnote | -30 °C až 120 °C | Výborne |
| EPDM | Ozón, počasie, para a voda | -50 °C až 150 °C | Chudák |
| CR | Odolnosť voči ohňu, starnutie počasiu | -40 °C až 120 °C | Dobre |
| FKM | Teplo a agresívne chemikálie | -20 °C až 200 °C | Výborne |
| VMQ | Široké teplotné pásmo, inertnosť | -60 °C až 200 °C | Spravodlivé |
V rámci rodiny je stupeň ciferník. V NBR o rovnováhe rozhoduje obsah akrylonitrilu: približne 18 percent zachováva flexibilitu pri nízkej teplote, zatiaľ čo 45 percent maximalizuje odolnosť voči oleju za cenu výkonu za studena. Uveďte pásmo ACN, nielen slovo nitril.
EPDM je dobrým príkladom toho, ako sa chémia premieta do skladovej položky. Rovnaký polymér, ktorý utesňuje dvere auta, sa dodáva aj ako fólia odolná voči poveternostným vplyvom na zastrešenie, výstelky jazierok a priemyselné rohože.
EPDM gumová doska pre vonkajšie tesnenie a ochranu Gumová fólia odolná voči poveternostným vplyvom, ozónu a starnutiu vhodná na zastrešenie, výstelky jazierok, tesnenia a ochranné podložky tam, kde sa očakáva dlhá vonkajšia expozícia. Zobraziť produkt → Prírodný kaučuk
- Najvyššia pevnosť v ťahu a roztrhnutí zo všeobecných rodín
- Výborne tack for building and lining work
- Slabá proti oleju, ozónu a trvalému teplu nad 90 C
Syntetická guma
- Vlastnosť vyladená výberom monomérov a pomerom
- Konzistentná ponuka a predvídateľnejšie správanie pri liečbe
- Zvyčajne drahšie na kilogram, nižšia lepivosť, užšia sila zelenej farby
Najprv sa prispôsobte prostrediu, potom mechanickej prevádzke a až po tretie cena. Zvrátením tohto poradia sa z lacného tesnenia stane drahá záručná reklamácia o osemnásť mesiacov neskôr.
Pre porovnanie na úrovni údajov o výkone oleja, tepla, počasia a oteru v týchto rodinách, toto rozdelenie vlastnosti syntetickej gumy je užitočným referenčným bodom pred opravou zlúčeniny.
Procesný reťazec: Miešanie, tvarovanie, vytvrdzovanie
Každá gumená časť, od 2 mm O-krúžku až po 15 mm kryt dopravného pásu, prechádza tromi fázami: zmes sa zmieša, vytvaruje a potom vytvrdí. Väčšina problémov s kvalitou sa rozhodne v prvej fáze a odhalí sa až v tretej.
Miešanie
Vnútorný mixér alebo otvorený mlyn mieša polymér, sadze, procesný olej, aktivátor a vulkanizačné činidlá. Typické sú časy cyklov 2 až 4 minúty a výtlačné teploty 110 C až 160 C a disperzia sadzí je číslo, ktoré predpovedá zvyšok.
Tvarovanie
Kalandrovaním sa vytvára plech s hrúbkou približne 0,2 mm nahor s hrúbkou v rámci tolerancie; extrúzia vyrába profily, hadice a profily behúňa. Obe závisia od viskozity zlúčeniny, ktorá zostáva stabilná od dávky k dávke.
Vytvrdzovanie
Teplom a tlakom sa tvarovaný polotovar premení na zosieťovaný diel, či už vo valcovom lise, na rotačnom vytvrdzovacom bubne alebo prostredníctvom kontinuálnej vulkanizačnej linky.
Gumový Banbury stroj na rovnomerné miešanie zmesí Hydraulicky ovládaná miešačka s optimalizovanými rotormi na dispergovanie gumových zmesí, vhodná na výrobu pneumatík, hadíc, tesnení a obuvi, kde dôsledné miešanie podporuje následné spracovanie. Zobraziť produkt → Pri výrobe plechov je krok tvarovania, kde sa vyhráva tolerancia hrúbky a povrchová úprava. Trojvalcový kalander poskytuje stabilnejší list ako dvojvalcová jednotka, keď je zmes tuhá, pretože dodatočný prechod vyhladí odchýlky meradla predtým, ako list opustí poslednú medzeru.
Trojvalcový gumený kalander na poťahovanie plechov PLC riadený kalander s vŕtanými valcami na kontinuálne nanášanie gumových plátov a čisté plátové kalandrovanie, kde záleží na stabilnom rozchode a povrchovej úprave. Zobraziť produkt → Zmes, ktorá opúšťa mixér pri 145 °C namiesto 120 °C, sa už začala pripaľovať. Zaznamenanie poklesu teploty na miešačke stojí oveľa menej ako odmietnutá dávka lisovaných dielov.
Čítanie špecifikácií gumy bez toho, aby ste sa nechali oklamať
Špecifikácia gumy má zmysel len vtedy, keď sa tvrdosť, pevnosť v ťahu, predĺženie, deformácia v tlaku a skúšobný štandard objavia spolu. Akékoľvek jedno číslo môže spĺňať zlúčenina, ktorá zlyhá v prevádzke.
| Nehnuteľnosť | Typická hodnota | Čo ovláda | Bežná pasca |
| Tvrdosť | 40 až 90 Shore A | Tesniaca sila a lícovanie | Citované bez tolerancie; päť bodov driftu viditeľne mení tuhosť |
| Pevnosť v ťahu | 12 až 25 MPa | Odolnosť proti roztrhnutiu pri zaťažení | Predáva sa ako trvanlivosť, ale hovorí málo o únavovej životnosti |
| Predĺženie pri pretrhnutí | 200 až 700 % | Rozpätie flexibility | Merané na novom diele, nikdy nie na zostarnutom |
| Kompresná súprava | 15 až 35 % po 22 hodinách pri 70 °C | Tesnenie po dlhom statickom zaťažení | Testované pri teplote nižšej ako pri aplikácii |
| Sila roztrhnutia | 20 až 60 kN/m | Znížte odolnosť rastu | Porovnané medzi rôznymi testovacími metódami |
Požiadajte o štandard, hrúbku vzorky a čas kondicionovania. Údaj o tvrdosti bez týchto troch detailov je marketingovým vyhlásením, nie špecifikáciou.
Popisy riadkov pomáhajú vyplniť túto medzeru. Označenie v štýle ASTM D2000 alebo ISO 3302 spája tvrdosť, pevnosť v ťahu a tepelné starnutie do jedného kódu, takže dodávateľ nemôže pokojne nahradiť zmes 60 Shore A za 70 Shore A NBR, ktorú ste schválili.
Priradenie gumy k aplikácii
Začnite prostredím, v ktorom bude súčiastka žiť, potom mechanickou prevádzkou a potom cenou. Toto poradie zabraňuje najbežnejšiemu výsledku: zmes, ktorá je lacná, ľahko sa formuje a zlyhá v ôsmom mesiaci.
- Teplota, kontinuálna aj špičková, vrátane čistiacich cyklov
- Kontaktné médiá: olej, palivo, voda, para, ozón, potraviny, dezinfekčné prostriedky
- Statická alebo dynamická prevádzka a počet cyklov očakávaných počas životnosti
- Zaťaženie a kompresia plus súprava, ktorá sa dá tolerovať
- Regulačné limity: plameň, elektrický prúd, kontakt s potravinami, obmedzené látky
Režimy zlyhania poukazujú priamo na zložené rozhodnutie. Stvrdnutie a jemné praskanie zvyčajne znamená starnutie teplom. Popraskanie povrchu na nenamáhanej vonkajšej časti zvyčajne znamená ozón. Opuch, zmäknutie a strata pevnosti zvyčajne znamenajú, že odolnosť voči oleju bola nesprávna. Tesnenie, ktoré zostane ploché po odstránení záťaže, vykazuje stuhnutie kompresiou, nie chybu lisovania.
Kupujte prostredie, nie cenník. Zloženie vybrané pre náklady na kilogram sa nakoniec posúdi podľa nákladov za rok.
Ak je aplikáciou skôr podlahová krytina, rohož alebo všeobecná fólia než lisované tesnenie, zmes sa zvyčajne dodáva ako hotová doska a rozhodnutie o kúpe závisí od vzoru povrchu a hrúbky. The sortiment gumených výrobkov ukazuje, ako sú tieto triedy zoskupené podľa odvetvia, čo je rýchlejší východiskový bod ako názov polyméru.
Často kladené otázky
Je guma plast?
Nie. Plasty sú zvyčajne termoplastické, takže po zahriatí zmäknú a opäť tečú. Guma je počas vulkanizácie zosieťovaná, takže sa neroztopí a nepretaví; zatlačený dostatočne ďaleko, namiesto toho degraduje. Termoplastické elastoméry sa správajú ako guma a spracovávajú sa ako plast, ale obyčajná vytvrdená guma je iná trieda materiálov.
Aký je rozdiel medzi prírodným a syntetickým kaučukom?
Prírodný kaučuk pochádza z latexu Hevea a ponúka vysokú pevnosť v ťahu, odolnosť proti roztrhnutiu a priľnavosť, ale nízku odolnosť voči oleju a ozónu. Syntetický kaučuk je polymerizovaný z monomérov a môže byť navrhnutý tak, aby bol odolný voči oleju, teplu, ozónu alebo chemikáliám, zvyčajne za vyššiu cenu za kilogram a s nižšou lepivosťou.
Aká tvrdá môže byť guma?
Väčšina priemyselných zmesí leží medzi 40 a 90 Shore A. Pod 40 Shore A sa materiál správa ako mäkký gél alebo špongia; nad 90 Shore A je zvyčajne lepšou odpoveďou polyuretán alebo technický plast. Ebonit, silne zosieťovaná tvrdá guma, sa meria na stupnici Shore D.
Prečo gumová súčiastka zlyhá pred menovitou životnosťou?
Vo väčšine prípadov bola zlúčenina prijateľná, ale prostredie bolo nedostatočne špecifikované: striekanie oleja, čistiaci prostriedok, roh závodu bohatý na ozón alebo vyššia nepretržitá teplota, ako sa predpokladalo v údajovom liste. Potvrďte skutočnú prevádzkovú teplotu a kontaktné médium, potom znova skontrolujte nastavenie kompresie a pevnosť v ťahu po starnutí.
Stále sa rozhodujete? Zapíšte si prevádzkovú teplotu, kontaktné médium a predpokladanú životnosť. Tieto tri riadky zvyčajne zužujú výber gumy na dve alebo tri kandidátske zlúčeniny.
Previous