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普瑞斯橡膠工業有限公司是集自主研發、設計、試驗、生產、銷售為一體的橡膠工業制品企業,以生產各個領域配套用密封制品、以及功能性不同橡膠材質的制品。公司主要生產O型圈、X型圈、橡膠球、組合式密封圈、ED平墊片,各種橡膠異形件。按材質主要分為:丁腈橡膠、氟素橡膠、硅橡膠,三元乙丙橡膠等;按用途主要分為:軸用、孔用密封圈。
在當前的O型圈中,尤其是汽車工業中,燃油系統中使用的是標準的二聚物FKM作為材料。通過加入額外的10%甲醇,或者新的E85標準,O型圈會因為甲醇的接觸導致體積膨脹。從而失去密封作用。溫度范圍和接觸對于選擇新的密封設計是至關重要的。
氟膠:氟膠的好處是該材料的配方中沒有使用任何處理油,這是非常重要的。因為甲醇是一種非常優秀的溶劑,能從橡膠彈性體中提取增塑劑。這取決于如何使用甲醇,不然可能會導致污染問題。其實使用高氟含量的聚合物是很有必要的,比如三元共聚氟橡膠,這種氟膠對甲醇有很好的抗耐性。假如是有多種溶劑混合的,那么采用更高等級的抗耐化學物質的氟膠是很有必要的,比如用ETP的氟膠。雖然全氟橡膠是最佳的耐化學性的橡膠彈性體,但是這種材料價格昂貴,使得這種材料不是最好的選擇,因為成本是一個主要的因素。
丁晴膠:另外的一種選擇是丁晴膠化合物,它可以承受的溫度范圍廣,同時體積膨脹率低。但是丁晴膠有一個缺陷就是不耐臭氧,所以丁晴膠的O型圈假如暴露在環境中會有必要短的使用壽命,主要是臭氧在丁晴膠化合物上的惡化。另外,通常會提取10%的增塑劑。
氫化丁晴膠:氫化丁晴膠是一種類似于丁晴膠的橡膠彈性體,但是可以耐臭氧。氫化丁晴膠提供了改進的物理性能,和其他橡膠對比具有更好的耐磨性。它同時也有溫度范圍廣和動態性能,從而使它成為油和汽行業里最理想的材料。另外他通常含有少量的增塑劑,這也減少了提取。
硅膠和硅氟膠:硅膠和硅氟膠都對甲醇有很好的抗耐性,這兩種材料的耐溫度范圍非常廣泛,但是不建議使用在動態密封中,因為這兩種材料的撕裂強度很差和耐磨性差,這兩種材料最理想的是用在低溫密封,用于引擎罩下也非常不錯。
二、O型圈的設計原則是什么?為了使O型圈的使用性能和成本、膠料加工工藝性能取得最佳平衡,進行O型圈配方設計要遵循如下原則:
1、保證O型圈具有規定的使用性能要求,符合使用條件的要求。必須對O型圈的使用條件具有正確的認識,制定出準確的性能指標要求。要保證O型圈的主要性能,兼顧其他性能的平衡。
2、在保證O型圈使用性能要求的同時,具有良好加工工藝性能,勞動生產率高。任何一種橡膠產品只有能加工成型(膠料易于混煉),壓延、壓出能實現,成型操作能達標,硫化沖模好,硫化工藝順利進行,具有比較高的生產效率,才具有比較好的經濟效益。
3、配方成本低,在保證O型圈使用性能和工藝性能要求的前提下,盡可能降低材料成本
4、保證O型圈原材料來源廣泛。原材料的選用盡可能取自本地
5、不使用有毒原材料,減少污染和公害,保證操作人員的健康和清潔的工作環境
6、要考慮配合劑之間的內在聯系和相互作用
7、盡可能簡化配方,便于生產管理
任何一個橡膠配方都不可能在所有性能指標上達到全優。在多數情況下,配方設計應遵循如下優先原則:
1、 在不降低質量的情況下,降低膠料的成本
2、在不提高膠料成本的情況下,提高產品質量三、O型圈對填料的性能要求
(1)O型圈對填料的細度要求:一般說,補強填料顆粒越細,比表面積越大,和橡膠接觸面積也越大,補強效果越好。非補強填料顆粒越細,加入橡膠后混煉效果越好。但必須分散均勻,如分散不均勻,即使顆粒很細,混煉效果亦不好。
(2)O型圈對填料的顆粒形狀與晶型要求:填料顆粒形狀以球形較好,片形或針形填料在硫化膠拉伸時容易產生定向排列,導致永久變形增大,抗撕裂性能降低。補強填料中炭黑和白炭黑為無定形,其他填料也有結晶型的。比如硅微粉雖與白炭黑化學成分均為二氧化硅,但前者為結晶型,后者為無定型。結晶型填料又分為異軸結晶和等軸結晶兩種。同軸結晶x、y、z三軸相似,各向同性。異軸結晶x、y、z三軸有顯著差異,各向異性在常用非金屬礦物填料中,陶土、石墨、硅藻土屬異軸結晶系。碳酸鈣為等軸結晶系。要求耐磨和耐撕裂性能好的橡膠制品,不宜用異軸結晶系物質作補強填料。
(3)O型圈對填料表面性質的要求:粉體填料混入橡膠,其粒子被橡膠分子包圍,粒子表面被橡膠濕潤的程度對補強效能有很大影響。不易濕潤的顆粒,在橡膠中不易分散,容易結團,降低其補強效能。這種狀況可以通過添加某些有助于增加濕潤的物質得以改善。例如補強效能很小的碳酸鈣,加入脂肪酸后,降低了表面張力,增加了濕潤程度,提高了補強效果。四、使用氟橡膠O型圈的優點
1、化學穩定性佳:氟橡膠具有高度的化學穩定性,是目前所有彈性體中耐介質性能最好的一種。26型氟橡膠耐石油基油類、雙酯類油、硅醚類油、硅酸類油,耐無機酸,耐多數的有機、無機溶劑、藥品等,僅不耐低分子的酮、醚、酯,不耐胺、氨、氫氟酸、磷酸類液壓油。23型氟膠的介質性能與26型相似,且更有獨特之處,它耐強氧化性的無機酸如發煙硝酸、濃硫酸性能比26型好,在室溫下98%的HNO3中浸漬27天它的體積膨脹僅為13%~15%。
2、耐高溫性優異:氟橡膠的耐高溫性能和硅橡膠一樣,可以說是目前彈性體中最好的。26-41氟膠在250℃下可長期使用,300℃下短期使用,246氟膠耐熱比26-41還好。仍保持良好的彈性。23-11型氟膠可以在200℃下長期使用,250℃下短期使用。
3、耐老化性能好:氟橡膠具有極好的耐天候老化性能,耐臭氧性能。據報導,DuPont開發的VitonA在自然存放十年之后性能仍然令人滿意,在臭氧濃度為0.01%的空氣中經45天作用沒有明顯龜裂。23型氟橡膠的耐天候老化、耐臭氧性能也極好。
4、真空性能極佳:26型氟橡膠具有極好的真空性能。246氟橡膠基本配方的硫化膠真空放氣率僅為37×10-6乇升/秒.厘米2。246型氟橡膠已成功應用在10-9乇的真空條件下。
5、機械性能優良:氟橡膠具有優良的物理機械性能。一般地,氟橡膠在高溫下的壓縮永久變形大,但是如果以相同條件比較,如從150℃下的同等時間的壓縮永久變形來看,丁和氯丁橡膠均比26型氟膠要大,26型氟橡膠在200℃×24小時下的壓縮變形相當于丁橡膠在150℃×24小時的壓縮變形。
6、電性能較好:23型氟橡膠的電性能較好,吸濕性比其他彈性體低,可作為較好的電絕緣材料。26型橡膠可在低頻低壓下使用。
7、透氣性小:氟橡膠對氣體的溶解度比較大,但擴散速度卻比較小,所以總體表現出來的透氣性也小。據報導,26型氟橡膠在30℃下對于氧、氮、氦、二氧化碳氣體的透氣性和丁基橡膠、丁橡膠相當,比氯丁膠、天然橡膠要好。