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發布時間:2021-07-14 09:20  
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橡膠密封件
眾所周知,熱塑彈性體(thermoplastic elastomer)也叫熱塑性橡膠(TPR)。這種材料是一種兼具橡膠和熱塑料塑料的特性。在常溫下具有硫化橡膠的高彈性性質,而在一定的高溫下,又可以像熱塑性樹脂一樣,進行塑化成型的高分材料。它這“”特色,給高分子天地注入了新生力量,也有人說是繼天然橡膠,合成橡膠之后的所謂“第三代橡膠”。是介于橡膠與樹脂之間的新型高分子材料,它不僅可以取代部分橡膠,還能使塑料得到改性。它的家族很大,統稱TPE或TPR。熱塑彈性體聚合物鏈的結構特點是由化學組成不同的樹脂段(硬段)和橡膠段(軟段)構成。硬段的鏈段間作用力可以形成物理交聯,而軟段則是具有較大自由旋轉能力的高彈性鏈段;而軟硬段又以適當的次序排列并以適當的方式聯接起來。特別要說明,這硬段的物理聯是可逆的,即在一定溫度下,會失去約束大分份的能力,這時會呈現塑性。所以說,密封技術,應走在其它工程的前列,為各個領域的安全性“保駕護航”。而當其降至常溫時,這些的聯又恢復,而出現像硫化橡膠交聯點作用。這種特性使得TPE具有橡膠和塑料雙重性能,可以不用耗能大和復雜的硫化工藝,通過傳統的塑料加工設備,就可以生產出產品,它還可耐使塑料得到改性。
由于其低抗撕裂性、低耐磨性、高磨擦系數,氟硅橡膠僅建議用于靜態密封件。
全氟橡膠的高溫性優于硅橡膠,有很好的耐化學性、耐大部分油及溶劑、耐候性及耐臭氧性;耐寒性的這個特性較為不顯著。
可抗熱至200 ℃;對于大部份油品及溶劑都具有抵抗的能力,尤其是所有的酸類、脂族烴、芳香烴及動植物油。抗壓縮變形性也很好;原材料密封圈價格較高、生產工藝難度較大;
全氟橡膠密封圈產品廣泛地運用于高溫、抗臭氧和耐候性要求較高的密封設備場合及各種高真空密封制程。
隨著工業的發展,廣泛用于汽車,電子,航天,船舶等要求精度比較高,耐高溫,高耐磨,條件苛刻的工作環境下,產品使用較多。
隨著環保、汽車多樣化、橡膠可再生利用、材料耐熱性等要求的提高,進一步降低成本已經成為汽車用橡膠制品發展的主要方向。
密封制品占汽車用橡膠件重量的25%-28%(除輪胎)。近來具有耐臭氧、耐氣候老化性能的EPDM膠被廣泛應用于汽車門窗密封條中,并逐步取代傳統的NR和CR膠。每輛車可使用10-15米長的各種密封條。為進一步降低成本和外形美觀,國外廠商已用TPE材料來制造汽車門窗密封條。橡膠密封件是密封裝置中的一類通用基礎元件,在泄漏和密封這一對矛盾中扮演十分重要的角色,在人類征服自然的過程中解決泄漏和密封問題。通常在動密封中,橡膠密封圈常見形式有旋轉軸唇形密封圈和往復運動密封圈等。一直在推動技術進步,是防止和減少環境污染的重要途徑。
設計錯誤通常是由於設計人員對產品認識不足造成的。比如對密封件承受的壓力估計不足、對密封面上接觸應力分布的認識有誤、安放密封件的溝槽設計不合理等。
有限元分析(FEA)常常被用來輔助密封件的設計和失效分析。我們曾為某美國客戶做過一個密封件,該密封件以塑料為主體,局部包上橡膠。客戶在檢測零件的過程中發現,塑料部分在測試時容易,從而得出結論是:塑料件在二次成型時(即將橡膠包覆在塑料件上)被損壞了。經我們分析後發現,塑料件都是在一個地方的。傳統的密封圈結構為一個徑向密封唇、外徑和座圈之間有一卡緊彈簧和固定的密封件。通過有限元分析,我們發現,塑料件的破損部位實際上是密封件受到應力的地方,此處應力已經遠遠超過塑料所能承受的。
如果在設計的時候客戶就用有限元方法分析過該產品,不但可以避免類似的錯誤,還可以節省其時間和金錢。當然,想要成功的分析預測橡膠密封件的性能,不但要有合適的有限元分析軟件,還要有豐富的材料經驗、建模經驗和長期的數據積累。