Качество уплотнений (прокладок, колец, манжет, клапанов) зависит не только от точных размерных параметров, но и от использованного материала. А для правильного выбора материала очень важно знать физико-механические требования к готовому изделию и свойства рабочей среды, в которой ему предстоит работать. Так можно добиться наилучшего сочетания эксплуатационных свойств, долговечности и стоимости РТИ
Оглавление [Показать]
Полимеры для производства уплотнений
В обычном случае уплотнения производят из полимеров (гомополимеров или сополимеров) и их смесей. К гомополимерам относятся, к примеру, полиэтилен, полиуретан. Сополимеры состоят из разных мономеров, это, например, этиленпропиленовые или стиролбутадиеновые каучуки.
Для производства уплотнений имеют значение не столько особенности строения молекулы полимера, сколько связанные с этим эксплуатационные характеристики. В частности, важны деформационные свойства материала. В зависимости от их выраженности и других физико-химических характеристик, полимеры подразделяют на четыре класса:
- Термопласты.
- Термоэластопласты (термопластичные эластомеры, ТПЭ, ТЭП).
- Эластомеры.
- Дюропласты (термореактопласты).
Наиболее эластичными из перечисленных материалов являются эластомеры (каучуки и сшитые каучуки) и термоэластопласты на основе блок-сополимеров. Именно они в большинстве случаев используются для производства уплотнений. Реже применяются термопласты и термореактопласты. Они не обладают высокой упругостью.
Исходные полимеры смешивают между собой и модифицируют с помощью различных добавок, чтобы получить сырье, а затем и готовое изделие с нужными свойствами. Ниже мы рассмотрим самые популярные материалы для изготовления уплотнений.
Эластомеры
В основном эластомеры производятся на основе невулканизированного синтетического каучука. Сейчас полимерная промышленность предлагает огромный ассортимент синтетических каучуков. Самые важные из них:
- R-Group (с ненасыщенной углеродной цепью). Примеры таких каучуков – бутадиеновый (BR), хлоропреновый (CR), хлорбутиловый (CIIR), бромбутиловый (BIIR), бутадиентстирольный (SBR).
- Q-Group (с силиконом в основной углеводородной цепи) – фторсиликоновый (FVMQ), метилкремнийорганический (VMQ) каучук и др.
- М-Group (с насыщенной основной углеродной цепью). Это такие виды каучуков как полиакрилатный (ACM), этилен-пропиленовый (EPM), хлорированный полиэтиленовый (CM), фтор-каучук (FKM).
В готовых эластомерах только 50–60 % веса составляют собственно невулканизированные каучуки. Остальная доля приходится на добавки:
- наполнители;
- вулканизаторы;
- ускорители;
- антипирены и т.д.
Их состав и количество подбирают, исходя из требований к свойствам готовых уплотнителей.
Термоэластопласты
Это особая группа полимеров, которые сочетают в себе свойства термопластов и эластомеров. При рабочих температурах они отличаются высокой эластичностью, а при нагревании приобретают способность к термопластичной обработке. Все ТПЭ можно поделить на две группы:
- Полимерные смеси (сплавы эластомеров). Создаются при смешивании несшитых (либо слегка сшитых) каучуков в процессе динамической вулканизации. Также эластомерные сплавы можно получить, смешивая сшитые эластомеры с термопластами. Это недорогие технологии, поэтому и полученные материалы доступны по цене. Но у них есть недостаток – слишком высокий показатель остаточной деформации не позволяет изготавливать из такого сырья достаточно надежные уплотнения.
- Блок-сополимеры. Получаются при сополимеризации каучуков и термопластов. Также сюда относятся полиамиды, полиэфиры, полиуретаны, синтезированные в сегментах для получения нужных физических и механических свойств.
Материал для уплотнений: ТЭП или эластомеры?
Эластомеры на основе каучуков считаются классическими материалами для изготовления РТИ, в том числе различных уплотнений. Термоэластопласты – это более новое решение, которое распространилось на рынке сравнительно недавно. Тем не менее, у ТЭП есть множество преимуществ перед эластомерами:
- высокая стойкость к истиранию;
- отличная динамическая производительность;
- устойчивость к различным средам и атмосферным воздействиям, к ультрафиолету, озону, кислороду;
- газонепроницаемость.
Также термоэластопласты гораздо легче перерабатываются, чем вулканизированные эластомеры. Это удешевляет производство уплотнений и других РТИ.
Но при этом термоэластопласты чувствительны к высоким температурам, следовательно, область применения изделий из таких материалов ограничена. Их можно использовать только там, где исключено нагревание до критического уровня, при котором полимер приобретет термопластические свойства. Ведь в противном случае уплотнение начнет плавиться, потеряет заданную форму и перестанет выполнять свои функции.
Таким образом, ассортимент материалов для изготовления уплотнений очень широкий. Но при необходимости изготовить РТИ с заданными эксплуатационными параметрами возникает много ограничений, и выбор сырья существенно сужается. Мы АиРТИ используем для производства стандартных уплотнений материалы, рекомендованные соответствующими ГОСТ и ТУ. А если нужны РТИ на заказ, подбираем сырье индивидуально или модифицируем существующие резиновые смеси для получения нужных свойств готовой продукции.
