閥門常用橡膠密封件的材質有哪些種？

流體（tǐ）（氣體、液（yè）體（tǐ））的密（mì）封是（shì）各工業領域所必需的一門通用技術，不僅建築、石油化工、船舶、機械製造、能（néng）源、交通、環境保護等工業離不開密封技術，航空、航天等尖端工業也與密封技術緊密相關。密封技術（shù）應用的領域十分廣泛，凡是涉及流體的儲存、運輸、能量轉換的裝置都存在密封問題。

密封技術的重要性 密封失效造成的後果是十分嚴重的，輕者“跑、冒、滴、漏”造成能源和資源的浪費，重（chóng）者會使操縱失效（xiào），甚至產生火災、爆炸、環境汙染等後果危及人身安全！據初步（bù）統（tǒng）計機（jī）械設備（bèi）及武器（qì）裝備（bèi）的質量事故中1/3以上是由於密（mì）封失效引起（qǐ）的，其中造成（chéng）嚴重後果的如：美國挑戰號航天飛機推進器O形密封圈（quān）出現故障造成的機毀人亡；俄（é）羅斯聯盟號宇宙飛船燃料艙泄露數名（míng）宇航員死（sǐ）於非命；我國東方紅三號宇航衛星升空後管路（lù）泄露無法正常（cháng）工作。這就是現在（zài）的機械製造企業（yè）為什麽不惜成本選用優質密封產（chǎn）品的原因。

　　密封材料（liào）的發展 隨著科學技術的發展，密封結構的工（gōng）作條件更加（jiā）苛刻。由於被密封的流體的溫度（dù），壓力及（jí）腐蝕性大幅度提高，傳統的密封材料如毛氈、麻絲、石棉絲、油灰等已不能滿足使用要求，其逐漸被橡膠（jiāo）及其它合成材料所代替。橡膠等合成材料一般為（wéi）高分（fèn）子聚合物，在大分子鏈上帶有（yǒu）不同特征的官能（néng）團（如：氯、氟、氰基、乙烯基、異氰酸基、羥基、羧基、烷氧基等）成為活性交聯點。在催化劑（jì）、硫化劑、或高溫、高能射線作用下，大分子由線性結構、支化結構轉變（biàn）成空間網狀結構，這個過程稱為硫化。硫化後（hòu）的橡膠或其（qí）他合（hé）成材料，大（dà）分（fèn）子失去原有的流動性，稱為具有高彈變形的彈性體。常（cháng）用的（de）橡膠及合成材料有：天然橡（xiàng）膠、丁（dīng）苯橡（xiàng）膠、氯丁膠、丁氰橡膠、乙（yǐ）丙橡膠、丁基橡膠、聚氨酯橡膠、丙烯酸酯橡膠、氟橡膠、矽橡膠等。

測定密封材料優劣的性能指標

 1.拉伸性能（néng）

拉伸性能是（shì）密封材料首先要考慮的性能，包括：拉伸強度、定伸（shēn）應力（lì）、扯斷伸長率（lǜ）和扯斷永久變形量。拉伸強度是（shì）試樣拉伸至斷裂的（de）最大應力。定伸應力（定伸（shēn）模量）是在規定伸長（zhǎng）時達到的應力。伸長率是試樣受規定的拉伸力時引起的變形，用伸長的（de）增量與原長（zhǎng）之比。扯斷伸長率是試樣拉斷時的伸長率。拉斷永久（jiǔ）變形是試樣拉伸斷裂後標線之間的殘餘變（biàn）形。

 2.硬度

硬度表示密封材料（liào）抵抗外（wài）力壓入的能（néng）力，也是密封材料基本性能之一。材料的硬度（dù）在一定程度上與（yǔ）其他性能相關，硬度越高（gāo）相對來說強度越大，伸長率越小，耐磨性能越好，而耐低溫性能越差。

 3.壓縮性能

橡膠密封（fēng）件通常處於受壓縮狀態，由於橡膠材料的黏彈性，受壓縮時壓力（lì）會隨（suí）時間減小，表現為（wéi）壓縮應力鬆弛；除去壓力後不能回複（fù）原來形（xíng）狀，表現為壓縮永久變形。在高溫（wēn）和油類介質中這種現象更（gèng）為（wéi）明顯，該（gāi）性能直接關係到密封製品的密封（fēng）能（néng）力的持久性。

 4.低溫性能

用來（lái）衡量橡膠密封件低溫特性的指（zhǐ）標（biāo），下麵介紹兩種測試低溫性能的方法：1）低溫回縮溫度：把（bǎ）密封材料拉伸至一定長度，然（rán）後固定（dìng），迅速冷卻（què）到凍結溫度以下，達到平衡後鬆開試片，並以一定的速度升溫，記錄式樣回縮10%、30%、50%和70%時溫度分別以TR10、TR30、TR50、TR70表（biǎo）示。材料標準以TR10為指標（biāo），它與橡膠的脆性溫度（dù）有關。低溫撓曲性：使試樣在規定的低溫下冷凍到規定時間後，按（àn）規定的角（jiǎo）度往複彎曲，考察密封件在低溫（wēn）下經過動載荷的反複（fù）作（zuò）用後密（mì）封能力的優劣（liè）。

 5.耐油或耐介（jiè）質性能

密（mì）封（fēng）材（cái）料除接觸石油（yóu）基、雙酯類、矽酸脂油料外，在化學工業中有時還接觸酸、堿等腐蝕介質。在這些介質中除受（shòu）腐（fǔ）蝕外，在高溫下還會導致膨脹和強度降低，硬度的降低；同時（shí）密（mì）封材料中的增（zēng）塑劑和可（kě）溶性物質被抽出，導致（zhì）質量減輕，體積縮小，引起泄（xiè）漏。一般（bān）在一定（dìng）溫度下（xià），在介質中浸泡若（ruò）幹時間後測定其質（zhì）量、體積、強度、伸長率（lǜ）、硬度的變（biàn）化來評定密封材料耐油或耐介質性（xìng）能的優劣。

 1.耐（nài）老化性能

密封材料受氧（yǎng）氣、臭氧、熱、光、水分、機械應力（lì）作用後會引起性能變壞，稱為密封材料的老化。耐老化性（也成為耐（nài）候性）可用老化後式樣的強（qiáng）度、伸長率、硬度的變化來表示（shì），變化（huà）率越小耐老化性能越好。

注解：耐候性（xìng）是指塑料製品因受到（dào）陽光照射（shè）,溫度變化,風吹（chuī）雨淋等外界（jiè）條件的影響 ,而（ér）出現的褪色,變色（sè）,龜裂,粉（fěn）化和強度（dù）下降（jiàng）等一係列老化的現象.其（qí）中紫外線（xiàn）照（zhào）射是促使塑料老化（huà）的關鍵因素。

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閥門常用密封件的材質介紹

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1、丁氰橡膠（NBR）是丁二烯與丙烯氰（qíng）單體經乳液聚合合成的無規律共聚物，其分子結（jié）構式為：—（CH2-CH=CH）m-（CH2-CH2- CH）n- CN

 　　丁氰橡膠（jiāo）最（zuì）早於1930年在德國開始研製，是丁二烯與（yǔ）25%丙烯氰的共聚物，由於其耐老化、耐熱、耐磨性能均優於天然橡膠，因此受到橡膠工業的重視。第二次（cì）世界大戰期（qī）間，隨著（zhe）武器裝（zhuāng）備的（de）迅猛發（fā）展，耐熱、耐油（yóu）的（de）丁（dīng）氰橡膠（jiāo）作（zuò）為戰備物（wù）資，需求（qiú）量（liàng）急劇增加。至今已有20多個國家生產丁氰橡膠，年產量56萬噸，占全世界合（hé）成橡膠總量的4.1%.由於具有優良的耐熱、耐油和力學性能，現在已成為耐油橡膠的主體產品，占所有耐油橡膠需求量的80%左右。

 　　丁氰橡膠在20世紀50年代取得了很大的發展，至（zhì）今已有300多個牌號，按照（zhào）丙烯氰（qíng）含量劃分（fèn），在18%～50%丙烯氰含量範圍內可（kě）分為：丙烯氰含量>42%為極高氰品級，36%～41%為高氰品級，31%～35%為中（zhōng）高氰品級，25%～30%為中（zhōng）氰品級，24%以下為低氰品級。工業上使用量最大的是低氰品級（jí）的丁氰-18（結合丙烯（xī）氰含量17%～20%），中（zhōng）氰品級的丁氰-26（結合丙烯氰含量27%～30%），高氰品級的丁氰（qíng）-40（結合丙烯氰含量36%～40%）。丙烯氰含量的增加可以顯（xiǎn）著提高丁（dīng）氰橡膠的耐油和耐熱性能，但並非多多益善，因為丙烯氰含量的增加同（tóng）時（shí）會降低橡（xiàng）膠的低溫性能。

 　　丁氰橡（xiàng）膠主要用於製（zhì）造石（shí）油基液壓油、潤滑油、煤油和汽油中工作的橡膠製品其工作溫度為-50—100度；短期工作可用於150度，在空氣和乙醇甘油防凍液中工作溫度為-45—100度。丁氰的耐老化（huà）性差，當臭氧濃度較高時會迅速（sù）老化龜裂，不宜在高（gāo）溫空氣中（zhōng）長期工作，也不能在（zài）磷酸酯抗燃液壓油中工作。

 　　丁晴橡膠的一般物理特性：1）丁（dīng）氰（qíng）橡（xiàng）膠一般為黑色，顏色可（kě）根據客（kè）戶需要調節，但須增加一些成本，而且可能影響橡膠的（de）使用效果。2）丁氰（qíng）橡膠有輕微的（de）臭雞蛋問（wèn）道（dào）。3)根據丁氰橡（xiàng）膠的耐油（yóu）特性及使用溫度（dù）範圍判斷（duàn）密封件的材質（zhì）是否為（wéi）丁氰橡膠。

　　2．矽橡膠（Si或VMQ）是（shì）以（yǐ）矽氧鍵單元（yuán）(-si-o-si)為主鏈，以有機基為（wéi）側基的線性聚合物。

 　　由於航空、航天等尖端工業（yè）的發展，迫切需要耐高溫和耐低溫的橡膠密封材（cái）料。早起使用的天然、丁氰、氯（lǜ）丁等通用橡膠已不能滿足工業發展的需要，因而在20世（shì）紀40年代初期美國的兩家（jiā）公（gōng）司開始投（tóu）入生產（chǎn）二甲（jiǎ）基矽橡膠，就（jiù）是最早的矽橡膠。我國也在20世紀60年代初期研究成功並投入生產。經過幾十年的發展，矽膠的品種（zhǒng）、性能及產量都（dōu）有了極大的發展。

　　矽膠（jiāo）的主要特性：

 　　1）耐熱性能 矽膠的高溫穩定性能好。可以在150℃下（xià）長期使用，性能不會有（yǒu）明顯變化；在200℃下可連續工作1萬小時以上，甚（shèn）至可以在350℃高溫下短時間使用。

 　　2）耐寒性能 低苯（běn）基矽膠和中（zhōng）苯基矽膠在-60℃和-70℃時耐寒（hán）係數都在0.65以上具有良好的低溫彈性。而一般矽膠的使用溫度都在-50℃。

 　　3）耐油及耐（nài）化學介質性能 矽膠（jiāo）對乙醇、丙酮等極性溶劑和食物油（yóu）等的耐受能力很（hěn）好，隻引起很小的膨脹，力學性（xìng）能基本不會降低；矽膠對低濃度的酸、堿、鹽的耐受性也較好，在10%硫酸溶液中（zhōng）放置7天，體積變化率小於1%，力（lì）學性能基本不改（gǎi）變（biàn）。但（dàn）矽膠（jiāo）不耐濃硫酸（suān）、濃堿、四氯化碳及甲苯等（děng）非極性溶劑（jì）。

 　　4）耐老化性能強，矽膠具有明（míng）顯的耐臭氧性（xìng）能（néng）和抗輻射能力是普通橡膠不能比擬的。

 　　5）介電（diàn）性能 矽膠具有很高的體積電阻率（1014～1016Ω•cm）並且在很寬泛的範圍（wéi）內其電阻值保持穩定。適合作（zuò）為高壓（yā）條件下的絕緣材料。

 　　6）阻燃性能 矽膠遇火不會馬上燃（rán）燒，而且其燃燒產生（shēng）有毒氣體較少，燃燒後的（de）產物會形成（chéng）絕緣（yuán）性陶瓷曾，因此矽（guī）膠還是優良的阻燃材料。

 　　綜合以上特（tè）性，矽膠被廣泛應（yīng）用於家用電器行業所使用的密封件或橡膠零件，如電熱壺、電燙鬥（dòu）、微波爐內的橡（xiàng）膠零件（jiàn）；電子行業的密封件或橡膠零件，如手機按鍵（jiàn）、 DVD 內的（de）減（jiǎn）震墊、電纜線接（jiē）頭內的密封件等；與人體有接觸的各式用品（pǐn）上的密封件，如水（shuǐ）壺、飲水機等。

　　3．氟膠（FKM或（huò）Vtion）又稱氟彈性體，是在主鏈和側鏈碳原子上含有氟原子的高（gāo）分子聚合物。

 　　從20世紀50年代初期，美國（guó）和前蘇聯（lián）就開始含氟彈性體的開發。最早投（tóu）入生產的是美國杜（dù）邦和3M公（gōng）司的vtionA和Kel-F經過半個世（shì）紀的發展，氟彈性體在耐熱，耐介質，耐低溫和工藝等各個麵取得了飛速發展，並形成係列產品。

 　　氟膠有（yǒu）優異（yì）的耐熱（rè）、耐臭氧（yǎng）和各（gè）種（zhǒng）液壓油料的性能。其在（zài）空氣中的工作溫（wēn）度為-40～250℃，在液壓（yā）油（yóu）中的工作溫度為-40～180℃。由（yóu）於氟膠（jiāo）的加工，粘接和低溫性能（néng）比通用橡膠差、價格也較昂（áng）貴，所以（yǐ）多用於通用橡膠不能勝任（rèn）的高溫介（jiè）質中，但不適用（yòng）於某些磷酸酯（zhǐ）溶液。

　　4．三元乙丙（EPDM）是乙烯、丙烯及少（shǎo）量非共軛雙烯類烯烴的三元（yuán）共（gòng）聚物。

 　　1957年意大利實現乙烯、丙烯二（èr）元共聚物橡膠（二元乙丙膠）的（de）工業化生產。1963年美國杜邦公司在二元乙丙膠基礎上加入少量（liàng）非共軛（è）的（de）環狀二烯作（zuò）第三（sān）單體，合成出分子鏈上（shàng）帶有雙鍵的低不飽和度三（sān）元乙丙。由（yóu）於分子主鏈仍是飽和的，三元乙丙保持了（le）二元乙丙的優異性能，同時又實現了硫化的目的。

 　　三元乙丙橡膠 具有優良（liáng）的耐臭氧性能，在臭氧（yǎng）濃度為1*10-6環境中2430小時仍不龜裂（liè）；具有很好的耐腐蝕性：對醇、酸、強堿、氧（yǎng）化劑、洗滌劑、動植物油、酮、和某些脂類都具有（yǒu）很好的穩定性（但在石油基燃油（yóu），液壓油中膨（péng）脹嚴重（chóng），不能在接觸礦物（wù）油的環（huán）境中工作）；耐熱性能優良，可以在-60～120℃溫度下長期使用；具有很好的耐水性能和電絕緣能力（lì）。

 　　三元（yuán）乙丙橡膠本色為米黃色，彈（dàn）性優良。

　　5. 聚氨酯彈性體（PU）是由多異氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇（chún）或/及小分子多元醇、多元胺或水（shuǐ）等擴鏈劑或交聯（lián）劑（jì）等原料製成（chéng）的聚合物。

1937年德國Otto Bayer教授首先發現多異氰酸酯與多元醇化合物進（jìn）行加聚（jù）反應可製得聚氨酯，並以此為基礎進入工業化應用。聚氨酯彈性體使用溫度範圍在（zài）-45℃—110℃，可在較寬（kuān）的硬度範圍具有（yǒu）較高（gāo）的彈性及強度、優異的耐磨性、耐油性、耐疲勞性及抗震動性，特別是對於潤滑油和燃（rán）料油均具有良好的抗溶脹性能，具（jù）有（yǒu）“耐磨橡膠”之稱。

　　聚氨酯彈性體具有優異的綜合性能，已廣泛（fàn）用於冶金、石油、汽車、選礦、水利、紡織、印刷、醫療、體育、糧食加工、建築等工業部門.

　　6. 聚四氟乙烯(PTFE)

 　　聚（jù）四氟乙（yǐ）烯（英文縮寫（xiě）為Teflon或[PTFE,F4]）,被美譽為/俗稱“塑料王”，中文商品名（míng）“鐵氟龍”、“特氟隆”（teflon)、“特（tè）氟龍”、“特富（fù）隆（lóng）”、“泰氟龍”等。它是由四氟乙烯經（jīng）聚合而成的高分子化合（hé）物，具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性(是當今世（shì）界上耐腐蝕性能最佳材料之一，除熔融金屬鈉和液（yè）氟外，能耐其它一切化（huà）學藥品（pǐn），在王水中煮沸也不起變化，廣泛應用於各種需（xū）要抗酸堿和有機溶劑的（de）)、密（mì）封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗老化耐力、耐溫優異（能在+250℃至-180℃的溫度下長期工（gōng）作）。聚四氟乙烯它本身對人沒有毒性，但是（shì）在（zài）生產過程（chéng）中使用的原料之一全氟辛（xīn）酸銨(PFOA)被認為可能具有致癌作（zuò）用。

   溫度 -20～250℃（-4～＋482°F），允許驟冷（lěng）驟熱，或冷（lěng）熱交替操作。

   壓力 -0.1～6.4Mpa（全負壓至64kgf/cm2）（Full vacuum to 64kgf/cm2）

優點：

  耐（nài）高溫——使用工作溫度達250℃。

  耐低溫（wēn）——具有良好的（de）機（jī）械韌（rèn）性；即使溫度下降到-196℃，也（yě）可保持5%的伸長率。

  耐腐（fǔ）蝕——對大多數化學（xué）藥品和溶（róng）劑，表現出惰性、能耐強酸強堿、水和各種有（yǒu）機溶劑。

  耐氣候——有（yǒu）塑料中最佳的（de）老化壽命。

  高潤滑——是固體材料中摩（mó）擦係數最低者。

缺點：彈性較差。