油封生產(chǎn)所需密封材料特點

　　目前油封制造所需密封材料以合成橡膠為主體，由于密封材料的選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計都是影響油封密封性能和使用壽命的主要因素，因此，正確掌握橡膠的性能以適當(dāng)?shù)剡x擇所用的橡膠密封材料非常重要。到底選擇哪種橡膠作為油封材料最合適?這應(yīng)根據(jù)油封的關(guān)聯(lián)參數(shù)來決定，即：對軸的徑向力應(yīng)高到足以防止油封泄漏，低到能維持一定的油膜厚度以保持低的摩擦熱;油封應(yīng)該具有足夠的過盈量，以克服使用中的偏心度影響;唇部在接觸區(qū)的面積也是決定因素之一。

　　油封材料直接影響上述三個參數(shù)，因為材料隨時間和溫度而變化，各個關(guān)鍵參數(shù)也隨著變化，比如：隨溫度增加、材料的模量降低、使油封材料徑向力發(fā)生變化。熱膨脹、密封介質(zhì)所造成的材料溶脹、膠料的軟硬度等均影響徑向力和過盈量。

　　基于上述原因，在選擇油封材料時要考慮如下特性：油封密封材料與密封介質(zhì)相容，油封密封材料不因密封介質(zhì)發(fā)生溶脹、硬化等現(xiàn)象;油封密封材料具有良好的耐熱性、耐磨性;油封密封材料具有適度的彈性，能適應(yīng)軸的粗糙度和偏心度變化。

　　由于橡膠密封材料的配方變化很多，新密封材料不斷出現(xiàn)，現(xiàn)有密封材料也不斷得到改進。以下僅對制造油封最常用的丁腈橡膠、聚丙酸酯橡膠、硅橡膠、氟橡膠和聚四氟乙烯進行簡要說明。

　　丁腈橡膠

　　在密封件的制造材料中，丁腈橡膠的用量可能要大于其它彈性體的總和。丁腈橡膠的化學(xué)成份為丁二烯和丙烯的共聚物，丙烯含量在18%~40%之間，分為“低”、“中”、“高”丙烯含量的丁腈橡膠。丁腈橡膠的耐油性，隨丙烯含量增加而提高，但同時低溫曲撓性卻隨之下降。為了獲得良好的低溫性能，常常要犧牲一些耐高溫燃料和油類的性能。丁腈橡膠具有良好物理性能，其耐冷流、抗撕裂和耐磨性比其它大部分橡膠都好，但是丁腈橡膠不耐臭氧、天候和日光，這方面的性能可以通過配方設(shè)計進行改進。丁腈橡膠適用于石油基油、燃料油、水、硅油和硅酯以及乙二醇的混合物。但丁腈橡膠不適于與EP油、鹵化碳氫化合物、硝基碳化物、磷酸酯流體、酮類或強酸及某些汽車剎車油等接觸。

　　聚丙烯酸酯橡膠

　　聚丙烯酸酯(ACM)橡膠為丙烯酸烷基酯為主體與其他不飽和單體的乳液共漿物。通常采用的丙烯酸烷基酯是乙烯乙酯和丙烯酸丁酯。聚丙烯酸酯橡膠的性能介于丁腈橡膠和氟橡膠之間。由于其分子主鏈上不含有雙鍵，使其具有較高的耐熱、耐臭氧和天候的性能。側(cè)鏈上含氯(Cl)或(CM)的官能基團，又使其具有優(yōu)異的耐油性，可在170℃～180℃的熱油中使用。聚丙烯酸酯橡膠的主要特點之一是在178℃條件下耐礦物油，雙曲線油和黃油性能好。耐老化和彎曲龜裂性也很好，適于做油封材料。聚丙烯酸酯橡膠的主要缺點是加工性能差，混煉時粘輥，低溫性能不太好，不耐水及蒸汽，對乙二醇和高芳香族油類等的抗耐性差，壓縮永久變形大，對金屬模具和軸腐蝕較厲害。彈性、耐磨及電絕緣性較差。此外，由于聚丙烯酸酯橡膠的高度飽和硫化速度較慢。耐磨性通過適當(dāng)?shù)呐浞娇娠@著改善，但仍比不上丁腈橡膠。

　　硅橡膠

　　硅橡膠在比較廣泛的溫度范圍內(nèi)能夠保持其機械性能，在-65℃仍能保持柔性，同時能在230℃下長時間工作。盡管硅橡膠的機械性能可以通過特殊配合使其得到提高，但硅橡膠的強力、抗撕裂和耐磨性基本上還是較差的。耐堿、弱酸和臭氧的性能一般良好;但硅橡膠耐油性中等。硅橡膠的化學(xué)性能可以用配合劑進行改進，例如通過配合劑使其具有較好的耐油性和耐燃料性。但是一般來說，硅橡膠不宜用于碳氫化合物，例如汽油、石蠟、輕質(zhì)礦物油，在上述介質(zhì)中會引起硅橡膠膨脹和軟化。硅橡膠的主要優(yōu)點是，它在很低的溫度下仍能保持彈性。而且硅橡膠能長時間在高溫下不硬化，因此與其它橡膠相比，能在更廣泛的范圍內(nèi)用于高溫和低溫密封件。硅橡膠用作旋轉(zhuǎn)密封件，硅橡膠使用溫度高于普通橡膠。但硅橡膠的價格比其它大多數(shù)橡膠都高。

　　氟硅橡膠是價格更高的一種橡膠，工作性能基本與硅橡膠相同，但是氟硅橡膠使用范圍較窄。氟硅橡膠的主要優(yōu)點是耐油性好，可以與丁腈橡膠相媲美或者是接近丁腈橡膠。所以氟硅橡膠既能在丁腈橡膠的使用溫度極限以外使用，同時又具有硅橡膠所缺乏的耐油性。

　　氟橡膠

　　氟橡膠是主鏈或側(cè)鏈碳原子上含有氟原子的飽和聚合物，具有獨特的優(yōu)異性能。氟橡膠的特點是耐高溫、耐油、強腐蝕、耐溶劑、耐天候老化、耐臭氧、透氣性低、物理性能良好，可在200℃～250℃下連續(xù)工作。氟橡膠缺點是低溫性能不太好，壓縮永久變形大，為改善氟橡膠的壓縮永久變形，國內(nèi)外曾做過不少研究工作。

　　聚四氟乙烯

　　塑料往往都是半剛性材料，一般不用作密封件。只有聚四氟乙烯例外，它是一種具有獨特性能的碳氟化合物，聚四氟乙烯最顯著的特點是耐化學(xué)浸蝕使用溫度范圍;與金屬接觸的摩擦系數(shù)低，但是如果不進行填充補強，聚四氟乙烯的機械強度卻不高。聚四氟乙烯一個很有用的方面是作復(fù)合結(jié)構(gòu)的密封件，例如，可用機械加工的或模壓的聚四氟乙烯作為低摩擦表面和耐化學(xué)腐蝕的包覆表面。