密封件與系統流體介質的化學兼容性對實現可靠、持久的密封至關重要。然而,材料的選擇過程極具挑戰性。
密封件中使用的聚合物與流體中的化學品之間出現的反應千差萬別。例如,聚合物會遭受一些化學物質的“侵蝕”,從而導致化學鍵斷開并降低聚合物的性能。了解化學品對密封件的影響并選擇與所要密封的化學品相兼容的材料至關重要。
彈性體可分為熱塑性彈性體和熱固性彈性體兩種,而它們均具有彈性的特性。通常,它們富有彈性,非常適用于與流體接觸的密封件中。但是,一些彈性體易于膨脹,另一些則易于收縮。
彈性體和化學物質之間的相互作用遵循類似溶解的規則。例如,大多數極性聚合物在極性溶劑中溶解并且很少會在非極性溶劑中溶解,反之亦然。
溶解度參數和測試可用來預測彈性體的膨脹程度。在某些應用中,彈性體有所膨脹可能成為優勢。但是,這應與充分了解這一領域的供應商共同探討。
彈性體化合物與介質之間的化學相互作用被稱為化學侵蝕。許多化學物質會降解彈性體。嚴重程度取決于試劑和被侵蝕的彈性體的化學性質。
密封件中常用的彈性體類型及其化學相容性:
二元乙丙橡膠(EPM)/ 三元乙丙橡膠(EPDM):非極性合成聚合物,二元乙丙橡膠(EPM)是由乙烯和丙烯的聚合而成;三元乙丙橡膠(EPDM)則是由乙烯、丙烯并引入第三單體非共軛二烯聚合而成。
建議用于:
熱水和蒸汽
制動液
堿和酸
酮類和醇類
陽光和臭氧
不建議用于:
石油
礦物油
燃料
丁腈橡膠(NBR):NBR被認為是橡膠產業的主力軍。丁腈橡膠中的丙烯腈含量(從18%到50%)決定了彈性體的耐流體性能。
建議用于:
脂肪族和芳香族烴
油
汽油
潤滑脂
液壓油
不建議用于:
氯化碳氫化合物
酮類和酯類
氫化丁腈橡膠(HNBR):將丙烯腈-丁二烯橡膠的部分或全部氫化制備而成,這一物質的通用名稱為氫化丁腈橡膠(HNBR)。 HNBR和NBR之間的主要區別在于HNBR擁有更優異的耐熱和耐化學侵蝕性。
建議用于:
熱水和蒸汽
油和燃料
不建議用于:
極性溶劑
強酸
氯化碳氫化合物
氟橡膠(FKM):氟橡膠(FKM)的耐化學性由氟含量(從65%至70%)以及所用單體類型決定。在聚合過程中基于不同的單體而形成五種不同種類的FKM材料。
建議用于:
脂肪族和芳香族烴
汽油、汽油/酒精混合物
氯化溶劑
不建議用于:
酮類
強堿
胺類
氟硅酮橡膠(FVMQ):氟硅酮橡膠(FVMQ)是一種改性硅橡膠,具有許多硅橡膠的特性,但擁有更優異的耐化學性。
建議用于:
稀釋酸和堿
石油
烴類燃料
不建議用于:
醇類
酮類
胺類
全氟橡膠(FFKM):全氟彈性體(FFKMs)是彈性體中性能最高的材料。它們具有全氟化骨干以及耐化學性最廣泛。由FFKM制成的密封件可用于化學加工和運輸等極端的化學環境中。有些不耐蒸汽,而有些則具有較低的耐胺和耐堿性。
建議用于:
大部分化學品
不建議用于:
熔融堿金屬
塑料也分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩種。通常,它們比彈性體更堅硬,但它們的性質從非常韌性到脆性各不相同,并且它們的耐化學性不盡相同。
下面是一些密封件中使用的塑料類型,對它們的化學相容性進行了描述。它們都與水和油具有良好的相容性。
聚四氟乙烯(PTFE):PTFE幾乎可以抵抗所有化學介質。在極端條件下,PTFE只會被極少數侵蝕,包括熔融堿金屬、高溫高壓下的氣態氟,以及少量有機鹵化物。此外,PTFE適用的溫度范圍廣泛且較高的耐摩擦性,使其成為密封材料的首選。
因為PTFE沒有彈性,所以這些類型的密封件通常與彈性體蓄能器或彈簧一起使用。
聚醚醚酮(PEEK):PEEK具有優異的耐高溫性能和良好的耐化學性。 PEEK具有出色的耐高溫蒸汽性能,是石油和天然氣應用的絕佳選擇。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE):UHWPE極其堅韌,具有良好的耐摩擦和耐磨損性能。在水基液體和大多數油中性能優異,但可能會受到一些腐蝕性化學物質的影響。
與經驗豐富的密封件供應商緊密合作,可能是確保找到滿足兼容性需求的聚合物的最佳途徑。最理想的情況是,供應商具備在具體應用中使用特定聚合物的經驗,這樣他們便能夠準確地辨別出這一聚合物在具體系統中的性能表現。
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