橡胶是一种高弹性的高分子化合物,由于其具有较好的弹性和一定的强度,用做旋转接头O型密封圈的密封严密、缓冲、吸振性能好,同时它具有较好的气密性、不透水性、耐磨、脑热、耐腐蚀性能,所以它是一种极好的密封材料。橡胶O型密封圈制造容易,而且由于有大炼胶和硫化时,可制得各种性能要求的制品而分别满足于高温、耐腐蚀和溶解、溶胀等不同要求。橡胶O型密封圈等缺点是摩擦系数比较大,在高温时容易产生粘着和老化。
橡胶分为天然橡胶和合成橡胶,天然橡胶在弹性强度和加工性能及综合能力方面一般优于合成橡胶,但耐高温、耐腐蚀、耐溶解等特殊性能远远不及合成橡胶。
各种合成橡胶都具有优缺点。用做O型密封圈材料必须根据使用的工作条件加以合理的选择。目前使用较为广泛的O型密封圈又丁晴橡胶和氯丁橡胶。
各种合成橡胶都是丁二烯与丙烯腈的聚合物,其特点是耐油、抗老化性能优良,并具有耐热、耐磨、耐腐蚀等特性能。但其耐酸性能及耐气候性差。各种特性均与丙烯腈含量有关。丙烯腈含量的适当范围为15-50%。
氯丁橡胶是氯丁二烯的聚合物,其特点是具有较高的抗老化性能和耐油、耐酸性,并且随着填充剂的增加耐溶剂性能变好。
但氯丁橡胶的耐油性笔丁晴橡胶差,耐寒性不好,例如GN型氯丁橡胶-20℃ 时即渐硬,-40℃ 既催化,其储存稳定的性能差(在常温下约一年),使用时应该注意。
由于旋转接头使用流体介质温度的要求,材料选择往往局限于硅基和氟基橡胶。
旋转接头厂家会根据具体工况参数选择合适材料的O型圈;硅橡胶油很高的耐热性、耐寒性(长期使用在-20~280℃ )。氟橡胶耐油性、耐热、耐腐蚀性能特别好,且具有低渗透率,是唯一能耐发烟硫酸的橡胶。它的耐老化不燃性,耐低温及耐压缩性也非常好。硅基和氟基橡胶在高温条件下使用寿命时类似的。聚硫橡胶具有特别好的耐油性、耐溶剂性。设计时可针对旋转接头不同的要求选择使用。近年来,乙丙橡胶和维通开始使用。几种合成橡胶的特性和耐腐蚀性能见下表。
旋转接头辅密密封几种合成橡胶O型密封圈的特性
橡胶的种类 | 丁苯橡胶 | 丁晴橡胶 | 丁基橡胶 | 氯丁橡胶 | 硅橡胶 | 氟橡胶 | 聚硫橡胶 | |
化学结构 | 丁二烯,苯乙烯工聚体 | 丁二烯,丙烯腈共聚体 | 异戊丁烯和异丁烯丁共聚体 | 聚氯丁二烯 | 聚硅氧烷 | 六氯丙烯偏氟二烯 | 聚硫 | |
主要特点 | 耐磨、耐老化性比天然橡胶好,价格也低廉 | 耐油、耐磨、耐老化等性能优良 | 耐气候性、耐臭氧性和耐气透性优良、耐酸性溶剂 | 耐臭氧性、耐气候性、耐热、耐腐蚀性等均衡性能 | 具有较高等耐热和耐寒性,耐油性能佳 | 具有最高的耐热和耐腐蚀性 | 有较高的耐油性和耐臭氧性 | |
纯胶性能 | 相对密度 | 0.93-0.94 | 1.0~1.20 | 0.91~0.93 | 1.15~1.25 | 0.95~0.96 | 1.8~1.82 | 1.34~14.1 |
配 合 胶 的 物 理 性 质 和 抗 耐 性 | JJS硬度范围扯断强度(kg/cm2) | 30-100 | 15-100 | 20-90 | 10-90 | 30-90 | 50-90 | 80-90 |
50-200 | 50-250 | 50-150 | 50-250 | 40-100 | 70-200 | 30-150 | ||
伸长率 % | 800-100 | 800-100 | 800-100 | 100-100 | 500-50 | 500-100 | 700-100 | |
回弹性 | 良 | 良 | 不太好 | 优 | 优 | 不太好 | 不太好 | |
抗撕性 | 不太好 | 良 | 良 | 良 | 不太好 | 良 | 差 | |
耐磨性 | 优 | 优 | 良 | 良~优 | 不太好 | 优 | 差 | |
耐曲扰龟裂性 | 良 | 良 | 优 | 良 | 差~良 | 良 | 差 | |
耐热性℃最高温度 | 120 | 130 | 50 | 130 | 280 | 300 | 80 | |
耐寒性℃脆性温度 | -30~-20 | -10~-20 | -30~-55 | -35~-55 | -70~-120 | -10~-5 | -10~-40 | |
耐老化性 | 良 | 优 | 优 | 优 | 优 | 优 | 优 | |
耐臭氧性 | 差 | 差 | 优 | 优 | 优 | 优 | 优 | |
耐燃性 | 差 | 不太好 | 差 | 良 | 差~良 | 优 | 优 | |
耐气透性 | 不太好 | 良 | 优 | 良 | 不太好 | 优 | 优 |