橡膠密封圈老化是一個極其復(fù)雜的物理和化學(xué)變化的過程。比較直接的因素主要有:所受外力、光、熱、臭氧、高能輻射和化學(xué)介質(zhì)等。
1)所受外力:在機械外力反復(fù)作用下,會使橡膠分子鏈斷裂生成游離荃,引發(fā)氧化鏈反應(yīng),形成力化學(xué)過程。此外,在應(yīng)力作用下容易引起臭氧龜裂。
2)光:光對橡膠起破壞作用的主要是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外,還因為橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基,引發(fā)并加速氧化鏈反應(yīng)過程。
3)臭氧:臭氧的化學(xué)活性大,引發(fā)分子鏈發(fā)生斷裂,破壞性更大。并且常常會出現(xiàn)“臭氧龜裂”的現(xiàn)象。
4)水:o型圈等橡膠密封產(chǎn)品在潮濕空氣或在介質(zhì)水中工作時容易破壞,這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和清水荃團等成分被水抽提溶解。但事物都有兩面性,在某種情況下水分對橡膠則不起破壞作用,甚至有延緩老化的作用。
5)氧:可以說氧化作用是所有橡膠密封產(chǎn)品老化的重要原因之一。氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng),分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián),引起橡膠性能的改變。
6)熱:溫度越高將會提高氧擴散速度和活化氧化反應(yīng),引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián),從而加速熱氧老化。
二、選擇O型圈有什么好處
1/ 成本低廉:一般都是與其他部件一起使用,在成品中占有的成本比例是非常低的。
2/ 非常實用:結(jié)構(gòu)極其簡單,且尺寸和溝槽已形成標(biāo)準(zhǔn)化,安裝也好更換也好都非常容易操作。
3/ 形式多樣:靜態(tài)密封、動態(tài)密封-旋轉(zhuǎn)運動、軸向往復(fù)運動或組合運動(例如旋轉(zhuǎn)往復(fù)組合運動)。
4/ 適合多種介質(zhì):水、水蒸氣、油、氣、酸堿、以及其他混合介質(zhì)。
5/ 材料品種多樣:可根據(jù)不同的性能要求,對應(yīng)的選擇材質(zhì), 常用材料有:氫化丁晴橡膠(HNBR)、***橡膠(NBR)、氟橡膠(FKM)、硅橡膠(SIL)、三元乙丙橡膠(EPDM)、氯丁橡膠(CR)、聚氨酯橡膠 (PU)、聚四氟乙烯(PTFE)、天然橡膠(NR)等。
6/ o型圈動摩擦阻力比較小,且有自密封作用,密封性能可靠。
7/ 溫度使用范圍廣泛,如硅膠極限溫度為- 60 ℃~+ 250 ℃。不同硬度的o型圈,壓力范圍為0-35Mpa;與補強環(huán)并用,固定使用時壓力可達1500Kg/cm2。
三、高彈性進口o型圈
我們知道密封圈是依靠外力發(fā)生變形而產(chǎn)生回力的原理進行密封的。橡膠彈性好壞和抗拉強度好壞是衡量密封圈好壞非常重要的指標(biāo)之一。臺灣旭美克密封XOK全部選用進口膠料和先進的生產(chǎn)工藝,保證了密封圈的高彈性和極佳的抗拉強度。橡膠彈性一般用回彈率來表示,有時也可用伸長率及永久變形來表示;進口材料伸長率大,永久變形小、彈性大。并且高彈性主要與其分子量、卷曲分子的構(gòu)象熵、硫化膠的交聯(lián)密度和交聯(lián)鍵的類型等有關(guān)。橡膠分子量大有利于彈性的提高。適度的交聯(lián),可以減少或消除分子鏈間的滑移,有利于彈性的提高。并且多硫鍵鍵能較小的,對分子鏈段的運動束縛力較小的,則回彈性也比較好一些。
四、O型圈硬度與壓力如何正確匹配
要選用多大的硬度是與所受的壓力是成正相關(guān)系的。也就是說,壓力越大,o型圈的硬度也要越大。通常情況下,***橡膠NBR、三元乙丙橡膠EPDM、硅膠SIL的常規(guī)硬度為70度,而氟膠FKM/VITON的常規(guī)硬度為75度。我們知道,o型圈是依靠彈性變形而產(chǎn)生回力進行密封的。所以,如果壓力不大情況下,要盡量選用硬度低一些的比較好,因為硬度低的回彈性比較好一些,密封性也就好一些。既然這樣,我們是不是可以做成硬度35或者更低的呢?當(dāng)然不如。因為還要考慮加工的難易程度和成本的問題。一般硬度的加工范圍為邵氏硬度40~90度。對應(yīng)的壓力范圍為0~35Mpa。如果壓力再大的話,就要與擋圈一起使用了。擋圈分為A型(切口式:切口與側(cè)面成22度夾角)和B型(閉口式)兩種。目前,用的比較多的是聚四氟乙烯擋圈(PTFE),它屬于A型擋圈。
五、聚氨酯PU耐磨進口o型圈
PU聚氨酯彈性體具有“耐磨橡膠”之稱,可以在較寬的硬度范圍具有較高的彈性及強度、優(yōu)異的耐磨性、耐油性、耐疲勞性及抗震動性。同時,具有很好的抗拉強度、抗撕裂強度、耐沖擊性、耐水解性、耐油性等優(yōu)點。因此,被廣泛地應(yīng)用于石油、體育、建筑、汽車、冶金、選礦、印刷、絕緣體、鞋底以及實心輪胎等部門行業(yè)。臺灣旭美克密封XOK,目前可以提供兩種類型的PUo型圈等密封產(chǎn)品;一種為正常情況下的密封圈;另外一種為專門耐水解的PU聚氨酯o型圈,這種專用材質(zhì)價格比正常情況下的也會稍高一些。聚氨酯PU為什么具有如此好的性能,包括耐磨性呢?這還要從PU材質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)找原因,什么樣的結(jié)構(gòu)就決定著什么樣的性能。聚氨酯全稱為聚氨基甲酸酯 ,是主鏈上含有重復(fù)氨基甲酸酯基團的大分子化合物的統(tǒng)稱。它是由有機二異***酸酯或多異***酸酯與二羥基或多羥基化合物加聚而成。這種結(jié)構(gòu)決定著它的具有各種優(yōu)異的性能。