在橡膠工業(yè)制品中，密封件產(chǎn)品是一類(lèi)技術(shù)含量非常高的且是多門(mén)類(lèi)的基礎(chǔ)配件。它雖然被安裝在不起眼的密封裝置中，但卻是在于無(wú)聲處與泄漏在博弈，關(guān)系著生死存亡的作用。

　　橡膠密封件是實(shí)現(xiàn)泵密封的關(guān)鍵之一。常見(jiàn)的橡膠密封材料：三元乙丙橡膠、丁腈橡膠、硅橡膠和氟橡膠，它們有不同的性能和用途。如何選擇正確的橡膠密封材料，是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵之一。下面先來(lái)介紹每種材料的性能。

　　三元乙丙橡膠(英文簡(jiǎn)稱(chēng)EPDM)是目前飲用水輸送系統(tǒng)中最常用的一種材料。三元乙丙生膠由乙烯、丙烯和第三種特殊結(jié)構(gòu)的單體共聚反應(yīng)合成。由于其分子主鏈結(jié)構(gòu)上沒(méi)有不飽和鍵，三元乙丙橡膠具有優(yōu)異的抗氧化、耐臭氧性、耐紫外線和耐熱性(即耐候性好)。同時(shí)，它還具有優(yōu)異的耐水性和耐水蒸汽性。三元乙丙橡膠的使用溫度范圍也很廣，一般地說(shuō)，它可以在-40℃到125℃之間長(zhǎng)期使用。特殊的配方可以將低溫性能降到-55℃左右;或者將高溫上限提高到150℃。值得注意的是，三元乙丙橡膠不耐脂肪烴和芳香烴等油類(lèi)。在有礦物油、汽油、燃油等環(huán)境下，三元乙丙橡膠件會(huì)很快溶脹，同時(shí)機(jī)械強(qiáng)度會(huì)大大降低。所以，三元乙丙橡膠件不能使用基于石油的潤(rùn)滑油。

　　丁腈橡膠(英文簡(jiǎn)稱(chēng)NBR)在水輸送系統(tǒng)中也很常見(jiàn)。這類(lèi)彈性體是由丁二烯和丙烯腈共聚而成的。一般地說(shuō)，丁腈橡膠產(chǎn)品可以在-55℃到100℃之間使用。當(dāng)丙烯腈成分增加時(shí)，該丁腈橡膠產(chǎn)品的耐熱性、耐油性、耐磨性等都有提高，但其耐低溫性會(huì)下降。丁腈橡膠的耐水膠好。一般在水輸送系統(tǒng)中選擇丁腈橡膠是因?yàn)橄鹉z件在使用中可能會(huì)碰到礦物油等油脂，比如污水處理等。

　　硅橡膠彈性體是由聚二甲基硅氧烷合成的。它具有優(yōu)異的耐水性、耐候性、耐臭氧性等性能，同時(shí)還有氣味小、易加工成型等優(yōu)點(diǎn)。普通硅橡膠可以在-55℃到225℃之間使用。硅膠的缺點(diǎn)是抗拉伸強(qiáng)度不好，抗撕裂性和耐磨性也不好，價(jià)格也較高。

　　氟橡膠(英文簡(jiǎn)稱(chēng)FKM)種類(lèi)很多，但是它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上都是在主鏈或側(cè)鏈的碳原子上帶有氟原子。氟橡膠具有高度的耐熱性，優(yōu)良的化學(xué)惰性(耐化學(xué)品、耐腐蝕、耐油)，很好的物理機(jī)械性能(包括耐磨)以及優(yōu)異的耐候性和抗老化性。通用型的氟橡膠產(chǎn)品一般可以在-25℃到200℃之間使用。在水輸送系統(tǒng)中，氟橡膠的主要缺點(diǎn)是價(jià)格太高。

　　如上所述，每種橡膠材料都各有優(yōu)缺點(diǎn)。另外，每種橡膠根據(jù)不同的性能要求，可以有多種配方。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，如何根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇正確的橡膠產(chǎn)品就顯得非常重要了。通常，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手。

　　首先要考慮的設(shè)計(jì)因素是：該密封件在系統(tǒng)中會(huì)與什么物質(zhì)接觸?除了要注意密封件材料是否耐受被密封的流體，比如空氣、水、油污、蒸汽、化肥等等。還應(yīng)該注意與密封件接觸的金屬或塑料件。比如說(shuō)，如果不合適的橡膠件和聚碳酸酯塑料長(zhǎng)期放在一起，該橡膠件中的某些成分會(huì)慢慢滲透到兩者接觸表面，從而造成聚碳酸酯塑料表面龜裂。

　　其次，即使該橡膠密封件只同飲用水直接接觸，那么水中殘留的消毒劑也是一個(gè)需要考慮的因素。即與橡膠件接觸的飲用水是用什么來(lái)消毒的。世界上每個(gè)國(guó)家和地區(qū)的消毒方式都不一樣。主要的方式有氯化消毒和氯胺消毒等[3]。研究表明，這些殘留在水中的消毒劑會(huì)與橡膠件發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使橡膠件溶脹變形，甚至分解，從而影響了橡膠件的密封功能和壽命。

　　再者，如果該橡膠密封件要與飲用水直接接觸，那么材料的安全性也至關(guān)重要。比如，有些閥門(mén)與水直接接觸的部分是閥體內(nèi)側(cè)的橡膠密封部分。該閥門(mén)整件能否用于飲用水系統(tǒng)中，其中一個(gè)重要的指標(biāo)是要看該橡膠產(chǎn)品是否無(wú)毒，是否符合飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。值得注意的是，每個(gè)國(guó)家和地區(qū)的飲用水衛(wèi)生要求都不一樣。(歡迎關(guān)注微信：泵友圈)比如，在美國(guó)，很多與飲用水有關(guān)的產(chǎn)品都要求有NSF/ANSI 61認(rèn)證(全名為Drinking Water System Components -- HealthEffects，飲用水系統(tǒng)部件-健康品質(zhì))。如果產(chǎn)品要出口多個(gè)國(guó)家，那么可能就需要多重認(rèn)證了。由于國(guó)外認(rèn)證費(fèi)用高昂，挑選橡膠產(chǎn)品供應(yīng)商就需要仔細(xì)篩選甄別，看看他是否能夠提供有關(guān)的橡膠產(chǎn)品認(rèn)證書(shū)。

　　除此之外，還需要考慮使用環(huán)境中的其他因素。比如是否與臭氧長(zhǎng)期接觸(抗臭氧性)。如果有，那么丁腈橡膠就不一定是最好的選擇了，因其耐臭氧性較差。再如，密封件的使用溫度。如果產(chǎn)品會(huì)用在嚴(yán)寒地區(qū)的室外，普通氟橡膠就不合適了。因?yàn)榈陀?25℃，普通氟橡膠就開(kāi)始變得脆硬，失去彈性，密封性能也大大降低。如果需要耐-40℃低溫的特殊氟橡膠，那么原料價(jià)格可能會(huì)成倍增長(zhǎng)。

　　最后是一些與密封件的使用功能相關(guān)的因素。比如，橡膠件是動(dòng)態(tài)密封，還是靜態(tài)密封?在使用的過(guò)程中，橡膠件是否需要耐受動(dòng)態(tài)疲勞?橡膠件密封表面在工作中是否會(huì)遇到摩擦?橡膠零件在安裝或者使用時(shí)是否需要被拉伸?橡膠件是否承受壓力(低壓還是高壓)?密封件是一次性使用?還是需要有一定的設(shè)計(jì)壽命?

　　以上列舉的只是一些常見(jiàn)的重要因素。每個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)或者應(yīng)用都有其特殊性，設(shè)計(jì)者應(yīng)該根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。另外，沒(méi)有一種橡膠材料能夠滿(mǎn)足所有的要求。換句話(huà)說(shuō)，耐受所有化學(xué)物質(zhì)并且價(jià)格低廉的橡膠材料是不存在的。這時(shí)，設(shè)計(jì)人員就需要綜合考慮，分清主次而選擇最優(yōu)方案。

　　另外，設(shè)計(jì)人員在選擇密封件材料的過(guò)程中，還可以考慮向有經(jīng)驗(yàn)的橡膠件供應(yīng)商咨詢(xún)。一個(gè)良好的橡膠供應(yīng)商在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了提供材料方面的幫助，還能給機(jī)械設(shè)計(jì)人員提出有用的建議，比如橡膠件的設(shè)計(jì)方案是否合理、是否容易生產(chǎn)等，這樣可以縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，并讓產(chǎn)品整體上更具競(jìng)爭(zhēng)力。

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