油封生產所需密封材料特點

　　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構設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地選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?這應根據油封的關聯(lián)參數來決定，即：對軸的徑向力應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，因為材料隨時間和溫度而變化，各個關鍵參數也隨著變化，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相容，油封密封材料不因密封介質發(fā)生溶脹、硬化等現象;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，現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。耐磨性通過適當的配方可顯著改善，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、輕質礦物油，在上述介質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用于高溫和低溫密封件。硅橡膠用作旋轉密封件，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浸蝕使用溫度范圍;與金屬接觸的摩擦系數低，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合結構的密封件，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腐蝕的包覆表面。