Oringi EPDM rodzaje: utwardzane nadtlenkiem i utwardzane siarką

EPDM (monomer etylenowo-propylenowo-dienowy) jest elastomerem charakteryzującym się różnorodnym zakresem zastosowań, który powstaje w procesie wulkanizacji siarkowej lub nadtlenkowej. Dzięki swoim właściwościom (odporność na działanie wody, pary wodnej, ozon, promieniowanie UV, płyny hydrauliczne) jest używany na całym świecie.

 

Wulkanizacja

Wulkanizacja (utwardzanie) to proces, w którym tworzone są długie łańcuchy polimerowe połączone ze sobą w celu utworzenia wysoce elastycznego, jednorodnego produktu. Proces utwardzania gumy zachodzi podczas zastosowania odpowiednio wysokiej temperatury przez określony czas. Kauczuk EPDM to elastomer usieciowany w procesie wulkanizacji siarką i nadtlenkiem. Oba sposoby wulkanizacji niosą za sobą pewne wady i zalety.

 

EPR – Co to jest?

EPR to kauczuk etylenowo-propylenowy, który jest kopolimerem etylenu i propylenu. Kauczuk syntetyczny EPDM jest terpolimerem etylenu i propylenu z niewielką ilością trzeciego monomeru (najczęściej dienu), co umożliwia wulkanizowanie siarką.  EPDM oferuje wyjątkowe właściwości tj. odporność na warunki atmosferyczne, ozon, odporność chemiczną (m.in. na rozcieńczone kwasy i zasady, rozpuszczalniki polarne), doskonałą elastyczność w środowisku o niskich temperaturach, izolację elektryczną. Szerokie zastosowanie EPDM przydatne jest w wielu branżach.

 

Rodzaje oringów EPDM

Wyróżniamy oringi EPDM usieciowane w procesie wulkanizacji siarkowej i nadtlenkowej. Wybór metody utwardzania uzależniony jest od wymaganych właściwości, które są potrzebne do konkretnych zastosowań.  Elastomery utwardzane nadtlenkiem charakteryzują się lepszą odpornością na działanie wysokich temperatur, natomiast utwardzane siarką posiadają lepszą elastyczność. Poniżej przyjrzymy się bliżej tym dwóm rodzajom oringów EPDM.

Oringi EPDM utwardzane nadtlenkiem

Kauczuk syntetyczny EPDM posiada wyjątkową odporność na ozon, warunki atmosferyczne oraz wysokie temperatury. Uszczelki typu O-ring narażone są na działanie agresywnych substancji chemicznych, działanie różnych temperatur, warunków atmosferycznych oraz poddawane są cyklicznym wahaniom ciśnienia, w zależności od środowiska, w którym są zainstalowane. Oringi EPDM utwardzane są siarką lub nadtlenkiem w celu poprawy właściwości tworzywa w określonych zastosowaniach. Dowiedz się, jakie właściwości posiada EPDM utwardzany nadtlenkiem i w jakich zastosowaniach jest najczęściej wykorzystywany.

Utwardzanie nadtlenkiem – Właściwości

EPDM utwardzany nadtlenkiem może wytrzymać działanie wysokich temperatur sięgających 150º C. Kauczuk syntetyczny EPDM wulkanizowany nadtlenkiem wykazuje również odporność na ściskanie oraz starzenie się (większa żywotność), a także na działanie alkoholi, gorącej wody, pary wodnej (do 204,4º C), płynu chłodniczego silnika, płyny hamulcowe, ketony, kwasy organiczne i nieorganiczne. Oringów EPDM utwardzanych nadtlenkiem nie należy używać w aplikacjach, które mają kontakt z paliwami, smarami i olejami na bazie ropy naftowej, płynami hydraulicznymi na bazie estrów fosforanowych, węglowodorami alifatycznymi oraz olejami mineralnymi. Uszczelki utwardzane nadtlenkiem nadają się do zastosowań wymagających czystości i higieny tj. woda pitna, żywność, napoje (w tym produkty mleczne).

Oringi EPDM utwardzane siarką

Zmiany właściwości gotowych wyrobów gumowych są możliwe dzięki mieszaniu ze sobą różnych rodzajów gum. Wulkanizowanie siarką pozytywnie wpływa na stabilność cieplną oringów oraz ich odporność na chemikalia. Wulkanizacja siarką może być przyśpieszona lub nieprzyśpieszona. Wulkanizowanie siarką przyśpieszone uzależnione jest m.in. od struktury gumy i rodzaju aktywatorów.

Utwardzanie siarką – właściwości

Oringi EPDM wulkanizowane siarką oferują bardzo dobrą wytrzymałość na ścieranie i rozdarcie. Dzięki swoim elastycznym właściwościom ulegają one wydłużeniu podczas wystąpieniu dużych naprężeń, co chroni oringi przed zerwaniem. Oringi utwardzane siarką mogą wytrzymać zakres temperatur od -55 º C do +120 º C. Oringi wulkanizowane siarką wykazują dobrą odporność na warunki atmosferyczne oraz mają dobre właściwości dynamiczne. W trakcie procesu wulkanizacji siarki wytwarza się mało intensywny zapach, a koszt produkcji wyrobów jest zdecydowanie niższy niż w przypadku utwardzania nadtlenkiem. Zastosowanie siarki podczas utwardzania umożliwia również zastosowanie większej ilości wypełniaczy.

Oringi EPDM utwardzone siarką lub nadtlenkiem – Różnice

Materiał EPDM wulkanizowany siarką charakteryzuje się doskonałą elastycznością w porównaniu z EPDM utwardzanym nadtlenkiem. Niestety, jest bardziej podatny na twardnienie. EPDM usieciowane w procesie wulkanizacji nadtlenkiem oferuje natomiast lepszą stabilność cieplną i odporność chemiczną oraz wykazuje lepsze właściwości kompresji. Zaletą utwardzania nadtlenkiem jest tworzenie się wiązań C-C (węgiel-węgiel), które są termostabilne, dzięki czemu wykazuje on wyższą i skuteczniejszą odporność termiczną. Oringi, wykonane z gumy utwardzonej nadtlenkiem mogą wytrzymać pracę w temperaturze do 150º C, wulkanizowane siarką – do 120º C.  Z drugiej strony, oringi utwardzane nadtlenkiem są droższe w produkcji. Ponadto, wyroby gumowe utwardzane nadtlenkiem wykazują większą wytrzymałość mechaniczną (odporność na ściskanie) niż te wulkanizowane siarką. Wulkanizaty siarki oferują natomiast większą wytrzymałość na rozciąganie, rozdarcie oraz ścieranie. Podczas dużego naprężenia, oringi ulegają znacznie większemu wydłużeniu, co chroni je przed zerwaniem.

 

Podsumowanie

Wulkanizacja siarką Wulkanizacja nadtlenkiem
 
Zalety:
  • wyższa wytrzymałość mechaniczna na rozciąganie (elastyczność)
  • dobra odporność na ścieranie
  • dobra odporność na warunki atmosferyczne
  • umożliwia zastosowanie szerokiej gamy wypełniaczy
  • podczas procesu utwardzania wydziela się mało intensywny zapach
  • dobre właściwości dynamiczne
  • wyższa odporność na substancje chemiczne i oleje
  • wyższa odporność na działanie temperatur
  • niski stopień kompresji
  • dobra odporność na starzenie się cieplne
  • nie odbarwia i nie powoduje plam na metalach i PCV
  • dobra izolacja elektryczna
  • brak możliwości konwersji podczas wulkanizacji
 
Wady:
  • nieodporny na utlenianie
  • wysoki stopień kompresji
  • możliwość konwersji podczas utwardzania
  • słabe właściwości mechaniczne, elastyczne i dynamiczne
  • duża wrażliwość na toksyczne promieniowanie
  • niskie bezpieczeństwo wypalenia
  • wyższy koszt produkcji

 

Porównanie z innymi materiałami

 

Oringi z mieszanki gumy EPDM i NBR

Kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowo-monomerowy oferuje najwyższą wśród elastomerów odporność na promieniowanie. Guma EPDM wystawiona na działanie środowiska ulega degradacji. Wykazuje również słabą odporność w kontakcie z węglowodorami alifatycznymi. Kaczuk nitrylowy (NBR) jest polimerem odpornym na działanie węglowodorów alifatycznych oraz wykazuje odporność na promieniowanie. Oringi wykonane z mieszanki kauczuku EPDM i NBR zwiększają żywotność wyrobu gumowego, który jest odporny zarówno na promieniowanie UV, jak i węglowodory alifatyczne. Oringi NBR oferują również wysoką odporność na oleje smarowe oraz polarne rozpuszczalniki (kwasy i zasady). Dzięki tym właściwościom, oringi NBR często stosowane są w aplikacjach, które mają kontakt z olejami i smarami na bazie oleju mineralnego. Oringi wykonane z gumay etylenowo-propylenowo-dienowej są zdecydowanie lepszym wyborem do użytku zewnętrznego.  Ten elastomer jest zdecydowanie bardziej odporny na zimno niż oringi z gumy NBR.

 

Oringi Viton (FKM/FPM)

Oringi wykonane z kauczuku fluorowego FKM (Viton), w porównaniu z kauczukiem EPDM jest są odporne na gorącą wodę, parę wodną, kwasy i zasady. Płyny hamulcowe również powodują degradację oringów Viton (FKM/FPM). Uszczelnienia tego typu oferują natomiast odporność w kontakcie z olejami mineralnymi, paliwem i smarami. Zarówno oringi EPDM, jak i oringi FKM (Viton) wykazują porównywalną odporność na działanie ozonu oraz warunków atmosferycznych.

 

Oringi silikonowe (VMQ)

Pierścienie (oringi) wykonane z silikonu oferują bardzo dobre właściwości izolacyjne. Oringi silikonowe wykazują odporność na ozon, warunki atmosferyczne, odporność chemiczną (rozcieńczone roztwory soli, oleje i tłuszcze roślinne oraz zwierzęce). Nie są jednak wytrzymałe mechanicznie. Z powodu niskiej wytrzymałości, oringi silikonowe szybko ulegają zużyciu, a także łatwo ulegają rozciąganiu i rozdarciu. Silikon źle reaguje na przegrzaną parę wodną, kwasy i zasady czy węglowodory aromatyczne, dlatego oringi wykonane z tego materiału nie powinny być aplikowane w miejscach, które mają kontakt z tymi czynnikami.

 

Oringi HNBR

W wyniku uwodornienia kauczuku nitrylowego (NBR) powstaje syntetyczny polimer HNBR. O-ringi wykonane z tego typu materiału posiadają doskonałą wytrzymałość mechaniczność oraz są odporne na zużycie. Oringi HNBR są odporne m.in. na płyny hydrauliczne HFA, HFB i HFC, gorącą wodę, ozon, warunki atmosferyczne, rozcieńczone kwasy i zasady. Oringi HNBR nie są kompatybilne z węglowodorami chlorowanymi, rozpuszczalnikami polarnymi (ketony, estry, etery), silnymi kwasami.

 

Oringi FFKM

FFKM to kauczuk perfluorowy, który jest tworzywem o najwyżej odporności na zakres temperaturowy pracy sięgający do 320° C, a także oferującym wysoką odporność w kontakcie z substancjami chemicznymi. Oringi wykonane z FFKM doskonale sprawdzają się w zastosowaniach krytycznych (np w silnikach odrzutowych).

Zostaw komentarz

Your email address will not be published.