Процесс вулканизации настолько распространен, что даже непрофессионалы обязательно ответят на знакомое им слово «вулканизация». Однако мало кто знает, о чем идет речь и почему он важен. Это особенно важно при сшивании эластомеров, которые затем используются для производства различных резиновых изделий, широко доступных в магазинах. Они также включают одно из самых популярных уплотнений, то есть уплотнительные кольца. Что они собой представляют, как образуются и что дает покрытие серой или перекисью?

Что такое процесс вулканизации?

Хотя может показаться, что вулканизация – это недавно известный процесс, это неправда, поскольку история открытия этого процесса восходит к доисторическим временам. Отверждение резины было известно уже тогда, хотя оно не походило на вулканизацию современности. Несмотря на такое несоответствие времени, современная вулканизация не была открыта до 18 века, а усовершенствована только в 19 веке. Трудно представить современный мир без использования резины, в конце концов, мы используем ее каждый день – мы используем шины в автомобилях, мы носим обувь на резиновой подошве, в наших садах у нас есть резиновые шланги для полива растений, и во многих отраслях промышленности используются резиновые коврики и резиновые уплотнители в виде, например, уплотнительных колец.

Процесс создания каучука был уже известен ацтекам, которые получали латекс из дерева Castilla Elastica, доступного в тех регионах, а затем смешивали его с соком, полученным из местных лоз. Так была создана оригинальная резина.

До того, как был изобретен процесс вулканизации иотверждение серой, пропитанная маслом кожа использовалась для соединения двух движущихся частей в машинах. Вы не должны догадываться, что это было не очень эффективное решение, а также проблемное. Вулканизация позволила соединить движущиеся элементы с материалом, который после процессов, происходящих в работе машины, смог вернуться к своей первоначальной форме, поэтому это не было разовым.

Необработанный натуральный каучук липкий, эластичный и крошится при более низких температурах. Чтобы предотвратить это, используется процесс вулканизации, который предназначен для исключения возможности перемещения полимеров в цепи за счет сшивки, другими словами – отверждения резины, при этом придавая ей свойства, позволяющие ей вернуться к исходному состоянию. форма после предыдущей деформации под воздействием факторов, например механических или температурных.

Основным материалом, используемым в процессе сшивки, является сера. Однако также используются такие материалы, как пероксиды, уретановые сетки, оксиды металлов, ацетоксисилан.

Химическая сторона процесса вулканизации серы

Вулканизация так называемых традиционных эластомеров или материалов, обычно называемых каучуками, заключается в добавлении (добавлении) серы к химическим двойным связям между атомами углерода, которые возникают в молекулах как натуральных, так и синтетических каучуков. Таким образом, разорванная двойная связь замещается от одного до трех атомов серы.

Реакция сшивания серой обычно протекает при 150 ° C в специальных барабанах, называемых каландрами. На эти бочки наносится специальная паста, состоящая из измельченной ромбической серы, смешанной с резиной. Этим процессом можно управлять, чтобы получать резины разной эластичности, а значит – твердости и истираемости. Чем больше добавлено серы, тем сильнее сшивание. Это делает материал менее гибким, но получаемый каучук характеризуется значительной твердостью и стойкостью к истиранию, что является очень желательной характеристикой среди резиновых каучуков.

Химическая сторона процесса вулканизации пероксидами

Вулканизация выполняется не только на традиционных эластомерах, таких как каучуки, но и на силиконах. Однако для этого процесса используются пероксиды, а не сера. Это необходимо для изменения или улучшения свойств этих эластомеров. В процессе вулканизации такого материала, как силикон, все соединения с двумя функциональными группами будут работать, пока эти группы обладают способностью присоединяться к атомам углерода в молекуле эластомера вместо одной разорванной связи.

Вулканизация также может состоять из соединения различных типов каучуков, образующихся во время нее. Самый распространенный пример такого процесса – ремонт или восстановление шин.

Что такое уплотнительные кольца?

Уплотнительные кольца из EPDM – это специальные резиновые изделия, задачей которых в качестве герметика является предотвращение нежелательной утечки, например, некоторой жидкости или газа (среды). В то же время уплотнительные кольца – один из самых популярных способов герметизации. Это связано с тем, что уплотнительные кольца (например, из резины EPDM) очень просты в установке и не требуют много места. Несомненно, большим преимуществом использования уплотнительных колец является возможность их использования как статически, так и динамически. Изготовленный из различных типов резины (особенно EPDM), он может использоваться даже при 150 C в течение очень долгого времени.

Уплотнительные кольца представляют собой замкнутые кольца круглого сечения. Эти размеры описаны как внутренний диаметр и диаметр сечения. Уплотнительные кольца изготавливаются из различных типов эластомеров (EPDM, NBR, FPM), наиболее популярными из которых является резина EPDM, поскольку она устойчива к большому количеству факторов.

Как образуются сшитые серой уплотнительные кольца?

Уплотнительные кольца, отвержденные серой, изготавливаются в процессе бесшовной вулканизации, то есть сшивания серой. Сшитый каучук EPDM становится тверже, но этот параметр можно изменить с помощью соответствующего количества серы, используемого в процессе сшивания.

Здесь вы можете купить уплотнительные кольца из EPDM.

Способы производства уплотнительных колец с серным покрытием

Для производства уплотнительных колец в основном используются два метода, каждый из которых зависит от нескольких факторов, включая размер уплотнительного кольца и количество, которое должно быть произведено в данной серии.

довольно трудоемкий метод сжатия – в этом методе эластомер (например, каучук EPDM) вручную вставляется в форму, а затем обе части закрываются. Этот метод не подходит для крупного производства, так как занимает много времени. Чаще всего он используется для производства уплотнительных колец нестандартных размеров (больше, чем обычно доступно) и небольшого количества в серии.
метод впрыска – автоматизированный и однозначно более эффективный. В этом методе эластомер (например, каучук EPDM) вдавливается в форму с помощью винта. Этот метод идеально подходит для производства уплотнительных колец меньшего и наиболее распространенного размера, которые могут производиться серийно в больших количествах.

Резина EPDM – свойства

Среди множества эластомеров, имеющихся на рынке, каучук EPDM является одним из наиболее часто используемых, поскольку он устойчив ко многим неблагоприятным условиям окружающей среды и погодным условиям. Вот почему он лидирует по сравнению со своими аналогами, как и другие каучуки общего назначения (SBR, NBR). Этилен-пропилен-диеновый каучук в первую очередь устойчив к неблагоприятным погодным условиям, включая УФ-излучение и озон, воду и пар, влагу и химические вещества.

Уплотнительные кольца из EPDM, сшитые серой и пероксидами (пероксидная вулканизация) – характеристики и применение

Чтобы перейти на использование уплотнительных колец из вулканизированной серой или пероксидной вулканизированной резины EPDM, необходимо ознакомиться с влиянием процесса вулканизации на свойства каучука и, следовательно, уплотнительного кольца из него. имеют. В зависимости от подложки, которая будет использоваться в процессе вулканизации, конечный продукт, то есть каучук EPDM, будет иметь разные свойства с точки зрения температуры эксплуатации.

сшивка серой – каучук EPDM будет иметь температурный диапазон непрерывной работы от – 45 градусов по Цельсию до +120 C.
сшивание пероксидами – резина EPDM будет иметь непрерывный диапазон рабочих температур от -45 градусов по Цельсию до +150 C.

Преимущества уплотнительных колец из EPDM

Уплотнительные кольца EPDM, изготовленные из вулканизированной серой или пероксидной резины, обладают рядом свойств, желаемых их пользователями. К ним в основном относятся:

широкий температурный диапазон непрерывной работы (120 C – 150 C)
отличная устойчивость к озону, УФ-излучению и другим неблагоприятным погодным условиям
хороший коэффициент остаточной деформации после сжатия
устойчивость к влаге, пару и воде
устойчивость к кетонам, щелочам, полярным растворителям, спиртам
устойчивость к тормозным жидкостям на основе гликоля (DOT 3 и 4) и силикона (DOT 5)
устойчивость к трудновоспламеняемым гидравлическим жидкостям (HFD – R)
устойчивость к гликолю, ацетону, многим органическим и неорганическим кислотам (в низких концентрациях), щелочам (и, следовательно, к большинству чистящих средств, что значительно упрощает поддержание чистоты такого уплотнительного кольца)

К чему не устойчивы уплотнительные кольца из EPDM?

Несмотря на высокую устойчивость ко многим факторам, уплотнительные кольца из EPDM не устойчивы к воздействию некоторых веществ. Они включают, но не ограничиваются:

Нефтепродукты, такие как смазки, масла и топливо – вот где работает каучук NBR
органические растворители
неполярные растворители
алифатические и ароматические углеводороды – здесь лучше подойдет FPM / Viton
концентрированные кислоты

Тем не менее, количество положительных характеристик, которыми обладает каучук EPDM, однозначно отличает его от других каучуков, представленных на рынке.

Применение и сборка уплотнительных колец из EPDM

Уплотнительные кольца чаще всего используются в автомобилях из-за высокой устойчивости к тормозным жидкостям на основе гликоля (DOT 3 и 4) и силикона (DOT 5) и для трудновоспламеняемых гидравлических жидкостей (HFD-R). Кроме того, в автомобиле они могут использоваться: в двигателе, форсунках, турбонагнетателе, термостате, рулевом колесе, зеркале, устройстве зажигания, корпусе динамика. Однако это далеко не все места, где можно найти уплотнительные кольца в автомобиле.

Помимо автомобилей, уплотнительные кольца из EPDM можно найти в компьютерных клавиатурах под клавишами, в качестве уплотнений в кранах или в различных машинах и промышленных устройствах.

Установка уплотнительных колец из EPDM

Сами уплотнительные кольца очень просты в установке, поэтому они популярны как герметики. Однако при установке уплотнительных колец из EPDM необходимо помнить о нескольких вещах, чтобы не повредить их и в то же время насладиться долгим сроком эксплуатации. Вот несколько полезных советов по установке уплотнительных колец из EPDM:

Уплотнительные кольца не должны использоваться для уплотнения острых кромок (риск повреждения), а также их нельзя использовать для установки острых и твердых инструментов. Поскольку уплотнительное кольцо очень чувствительно к острым краям, перед сборкой рекомендуется их затупить или скруглить.
вам необходимо убедиться, что тип уплотнительного кольца, который вы приобрели ранее, чтобы вы не использовали неправильный тип при сборке
ни в канавке, ни в уплотнительном кольце не должно оставаться грязи или других остатков.
Уплотнительные кольца нельзя приклеивать, так как существует опасность затвердевания материала.
для всех каучуков, кроме EPDM, следует использовать монтажные масла и смазки, адаптированные к стойкости материала; недопустимо использовать вазелин или другие минеральные масла при установке уплотнительных колец из резины EPDM.
уплотнительное кольцо нельзя протолкнуть через отверстия
необходимо проверить стойкость материала уплотнительного кольца к чистящим средствам; в случае каучука EPDM такое уплотнительное кольцо будет устойчивым к большинству чистящих средств из-за их состава (в основном, оснований, к которым этот тип резины устойчив)
во время сборки уплотнительное кольцо может быть растянуто на 20% внутреннего диаметра, если растяжение является кратковременным.

Согласно стандарту ISO 2230 прокладки, такие как уплотнительные кольца, могут храниться от 5 до 10 лет, в зависимости от материала, из которого они сделаны. Поскольку резина EPDM устойчива ко многим различным факторам, с которыми другие эластомеры справляются гораздо хуже, уплотнительное кольцо из резины EPDM может успешно храниться до 10 лет. Вы должны помнить, что нельзя подвергать такие изделия воздействию экстремальных температур и влажности выше 70%, а также кислорода или озона. Поэтому лучшее решение – хранить этот вид продукции в упаковке или герметичной таре.