Svojstva sintetičke gume: Usporedba otpornosti na ulje, toplinu, vremenske uvjete i abraziju

Dvije crne gumene ploče mogu nositi istu ocjenu tvrdoće, istu debljinu i istu boju, a ipak kvare na različite načine. SBR ploča opće namjene ostavljena na vanjskom poklopcu pokretne trake kredit će se i popucati pod napadom ozona unutar sezone ili dvije, dok EPDM ploča iste tvrdoće traje desetljeće na istom mjestu. Potopite oba u hidraulično ulje i poredak se potpuno preokreće. Razlika nikad nije na površini; nalazi se u polimernoj strukturi i recepturi spoja. Zato je usporedba svojstava sintetičke gume, a ne cjenika ili izgleda, jedini pouzdan način odabira materijala prije nego što se odlučite za kupnju.

Svojstva koja odlučuju o tome hoće li spoj preživjeti

Svaka podatkovna tablica priča svoju priču kroz kratki popis izmjerenih vrijednosti. Tvrdoća, izražena u Shore A od otprilike 40 za mekane spojeve za brtvljenje do 90 za tvrde habajuće površine, govori vam o krutosti, ali ne i o čvrstoći. Vlačna čvrstoća i istezanje pri prekidu, ispitani prema ASTM D412, pokazuju koliko naprezanja spoj preživi prije kidanja i koliko se prvo rasteže. Kompresija, mjerena ASTM D395, brojka je koju kupci najčešće preskaču: brtva koja zadržava više od oko 25 posto svoje kompresije nakon 22 sata na radnoj temperaturi iscurit će mnogo prije nego što jamstvo opreme završi.

Ekološke vrijednosti jednako su važne. Kontinuirana radna temperatura označava gornju granicu na kojoj smjesa zadržava svoju elastičnost godinama umjesto satima. Bubrenje ulja, određeno uranjanjem ASTM D471, predviđa hoće li brtva postati mekana i dimenzijski nestabilna u gorivu ili mazivu. Otpornost na ozon i UV zračenje određuje životni vijek na otvorenom, a fleksibilnost pri niskim temperaturama odlučuje hoće li dio preživjeti zimsko pokretanje bez pucanja.

Za brzu referencu, ovo su svojstva koja najčešće odlučuju o uspjehu ili neuspjehu na terenu:

• Tvrdoća (Shore A): krutost pod opterećenjem; pogrešne vrijednosti dovode do istiskivanja kroz otvore prirubnice ili nedovoljne sile brtvljenja.
• Vlačna čvrstoća i istezanje (ASTM D412): otpornost na kidanje tijekom ugradnje i na savijanje tijekom rada.
• Kompresija (ASTM D395): oporavlja li se brtva nakon višemjesečne kompresije; visoko postavljen znači trajne putove curenja.
• Bubrenje ulja i tekućine (ASTM D471): dimenzionalna stabilnost u dodiru s uljima, gorivima i procesnim kemikalijama.
• Otpornost na toplinsko starenje i ozon (ASTM D573 i D1149): površinsko pucanje i krtost na otvorenom ili u blizini vruće opreme.
• Plinopropusnost i ponašanje dielektrika: zadržavanje zraka za pneumatske dijelove i izolacijska svojstva za električnu upotrebu.

Niti jedan broj ne okrunjuje gumu najbolje; svaka nekretnina je u usporedbi s drugom, a kemija koja stoji iza svake obitelji polimera popravlja gdje ti kompromisi padaju.

Kako se uspoređuju glavne obitelji sintetičkog kaučuka

Sve gornje vrijednosti potječu iz kemije polimera. Materijali s nezasićenim okosnicama, kao što su SBR i NBR, lako se stvrdnjavaju i dobro ojačavaju, ali iste dvostruke veze koje pomažu vulkanizaciji također izazivaju napad ozona. Zasićene okosnice, kao što su EPDM i butil, otporne su na atmosferilije, ali jako bubre u naftnim uljima. Polaritet dodaje treći sloj: jedinice akrilonitrila u NBR-u i fluora u FKM-u daju polimeru afinitet prema nepolarnim uljima, što je upravo ono što brtvi treba kada mora stajati u ulju bez otapanja. Tablica sažima rezultirajuće kompromise.

Tretirajte tablicu kao prvi filter, a ne kao presudu. Kada je jedan dio izložen i ulju i sunčevoj svjetlosti, ni NBR ni EPDM ne pobjeđuju sami, pa dizajneri ili prelaze na FKM, dodaju zaštitni sloj ili dijele dužnost između dva materijala. Crijevo s EPDM pokrovom i NBR unutarnjom gumom čest je rezultat upravo tog razmišljanja.

Zašto se dvije serije istog polimera ponašaju različito

Naziv polimera jamči manje nego što kupci očekuju. Dva NBR spoja mogu početi od istog sirovog polimera i još uvijek se oštro razlikuju u bubrenju u ulju, vijeku trajanja abrazije i toplinskom starenju, jer recept oko njega kontrolira konačnu mrežu. Vrsta čađe i opterećenje višestruko povećavaju vlačnu čvrstoću i otpornost na habanje; izbor plastifikatora mijenja bubrenje ulja i fleksibilnost pri niskim temperaturama; a liječenje sumporom u odnosu na liječenje peroksidom mijenja otpornost na toplinu i kompresiju. Osnovni polimer postavlja strop, ali spoj odlučuje koliko će se dio približiti.

Kvaliteta procesa tada odlučuje hoće li recept preživjeti u gotovom dijelu. Ulja i plastifikatori moraju se ravnomjerno raspršiti kroz šaržu ili će lim napustiti liniju s mekim mrljama i nedosljednim ponašanjem bubrenja; način a gumeni stroj za miješanje uključuje ulja i plastifikatore u seriju izravno oblikuje te raspodjele imovine. Stanje stvrdnjavanja jednako je važno: nedovoljno stvrdnuti dijelovi ostaju gumasti i loše se stvrdnu pod pritiskom, dok pretjerano stvrdnuti dijelovi otvrdnu, gube istezanje i pucaju u ranoj upotrebi.

To je razlog zašto disciplinirani kupci pitaju o kontroli procesa, a ne samo o cijeni: Mooney prozori viskoznosti po šarži, krivulje reometra stvrdnjavanja na svakoj mješavini i dokumentirana temperaturna disciplina tijekom miješanja i stvrdnjavanja, sve se kasnije ponovno pojavljuje kao dosljednost svojstva u isporučenom dijelu.

Usklađivanje svojstava polimera s poslom

Tri scenarija pokrivaju većinu kupnji industrijskih limova, brtvila i pečata, a svaki nagrađuje drugačiji kompromis.

Kontakt s uljem i gorivom: NBR i njegov brojčanik od akrilonitrila

NBR je zadana vrijednost gdje god dijelovi žive u ulju, a sadržaj akrilonitrila omogućuje vam podešavanje. Ocjene se kreću od otprilike 18 do 50 posto ACN: viši ACN poboljšava otpornost na ulje i gorivo, ali učvršćuje smjesu po hladnom vremenu, tako da brtva za vanjski hidraulički sustav u hladnom području obično ima ocjenu srednjeg raspona, a ne najotporniju na ulje. Za zalihe brtvila za radionice, postrojenja i cjevovode, ta ravnoteža otpornosti na ulje i cijene objašnjava zašto NBR ploče dominiraju općom industrijom.

Neoprenska (CR) guma za uravnoteženu otpornost na ulje, plamen i vremenske uvjete List od kloroprenske gume nudi umjerenu otpornost na ulje, samogasivu otpornost na plamen i jaku otpornost na UV zračenje i ozon. Praktična sredina kada aplikacije zahtijevaju izlaganje ulju plus trajnost na otvorenom bez troškova nitrila. Pogledajte proizvod →

Sunčeva svjetlost, ozon i para: EPDM

EPDM ima potpuno zasićenu okosnicu, tako da ga ozon i ultraljubičasto svjetlo jedva dodiruju, a materijal podnosi paru i vruću vodu do oko 150 °C. Ta kombinacija objašnjava njegovo prianjanje na krovne membrane, vanjsku električnu izolaciju i brtve izložene vremenskim uvjetima. Njegova slabost je naftno ulje: EPDM brtva pored podmazanog ležaja bubri i degradira. Tamo gdje dominiraju vremenski uvjeti i nema ulja, EPDM spojevi daju najduži životni vijek po jedinici cijene.

EPDM gumena ploča za vanjsku izloženost i paru EPDM ploča podnosi ozon, UV i temperature do oko 150 °C, što je čini idealnom za krovove, vanjske brtve i parovode. Njegova zasićena okosnica otporna je na atmosferilije, ali bubri u naftnim uljima, tako da odgovara okruženjima bez ulja. Pogledajte proizvod →

Trajna toplina i agresivni mediji: FKM

Kada stalne temperature prijeđu 150 °C ili tekućine napadaju sve jeftinije, FKM opravdava svoju cijenu. Standardne vrste rade na oko 200 °C kontinuirano otporne na ulja, goriva i širok raspon kemikalija, a specijalne vrste proširuju hladni kraj raspona gdje su važni početci na niskim temperaturama. Pogoni za kemijsku preradu, sustavi goriva i zrakoplovne linije održavaju FKM u funkciji unatoč premiji, jer zamjena neispravne brtve obično košta mnogo više od samog materijala.

FKM gumena ploča za visoke temperature i kemijske usluge Fluoroelastomerna ploča podnosi stalnu toplinu blizu 200 °C dok je otporna na ulja, goriva i agresivne kemikalije. Kada jeftiniji elastomeri zakažu u kemijskim postrojenjima ili sustavima goriva, FKM-ova izdržljivost opravdava njegovu vrhunsku cijenu. Pogledajte proizvod →

Što provjeriti prije kupnje

Podatkovne tablice lako je napuhati, tako da je provjera važna koliko i ispisani brojevi. Disciplinirana kupnja prolazi kroz ovaj kontrolni popis:

1. Zatražite potpunu podatkovnu tablicu s metodama i uvjetima ispitivanja, a ne glavnim vrijednostima: rasteznost prema ASTM D412, tvrdoća prema ASTM D2240, kompresijska vrijednost prema ASTM D395 na vašoj stvarnoj radnoj temperaturi i izloženost tekućini prema ASTM D471 u vašoj stvarnoj tekućini.
2. Zatražite ASTM D2000 line callout ili ekvivalentnu pisanu specifikaciju, tako da se svaka buduća serija može usporediti s istim zahtjevima.
3. Za statičke brtve, kompresijski set tretirajte kao prolazan ili neuspješan; vrijednosti iznad otprilike 25 posto nakon 22 sata obično predviđaju rano istjecanje.
4. Testirajte materijal uzorka u stvarnim uvjetima, uključujući pune temperaturne cikluse i mehaničko opterećenje, prije izdavanja narudžbi za količinu.
5. Razgovarajte s dobavljačem o dosljednosti šarže: Mooneyevi prozori viskoznosti, krivulje stvrdnjavanja iz svake mješavine i dokumentirana kontrola temperature tijekom miješanja i stvrdnjavanja.

Dobavljači koji posjeduju vlastitu opremu za miješanje, kalandriranje i vulkanizaciju obično mogu odgovoriti na ova pitanja podacima o procesu umjesto jamstvima. Naš rješenja za industriju gumenih proizvoda stranica opisuje kako su faze miješanja, oblikovanja i stvrdnjavanja povezane sa svojstvima o kojima se ovdje raspravlja, i to je razumna polazna točka za taj razgovor.

Svojstva sintetičke gume djeluju kao sustav, a ne kao jedan broj. Temperaturna ograničenja, bubrenje ulja, otpornost na ozon i kompresijski set međusobno se suprotstavljaju, a pravi spoj je onaj čiji kompromisi odgovaraju dominantnom stresu u vašoj primjeni. Usporedite materijale s izmjerenim vrijednostima, kupujte prema pisanim specifikacijama i zapamtite da svojstva na papiru postaju stvarna tek kada se spoj miješa, oblikuje i stvrdnjava pod kontrolom. Taj spoj kemije i procesne discipline je ono što odvaja dio koji traje cijeli radni vijek od onog koji rano otkaže.