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文檔簡介
1、橡膠密封件的失效分析橡膠密封件常見的失效原因主要有4種:設計錯誤、選材錯誤、密封件質量問題和使用不當。 1. 設計錯誤 設計錯誤通常是由於設計人員對產品認識不足造成的。比如對密封件承受的壓力估計不足、對密封面上接觸應力分布的認識有誤、安放密封件的溝槽設計不合理等。 有限元分析(FEA)常常被用來輔助密封件的設計和失效分析。我們曾為某美國客戶做過一個密封件,該密封件以塑料為主體,局部包上橡膠。客戶在檢測零件的過程中發現,塑料部分在測試時容易破裂,從而得出結論是:塑料件在二次成型時(即將橡膠包覆在塑料件上)被損壞了。經我們分析後發現,塑料件都是在一個地方破裂的。通過有限元分析,我們發現,塑料件的破
2、損部位實際上是密封件受到最大應力的地方,此處應力已經遠遠超過塑料所能承受的。 如果在設計的時候客戶就用有限元方法分析過該產品,不但可以避免類似的錯誤,還可以節省其時間和金錢。當然,想要成功的分析預測橡膠密封件的性能,不但要有合適的有限元分析軟件,還要有豐富的材料經驗、建模經驗和長期的數據積累。 2. 選材錯誤 常用的橡膠密封材料有三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠(NBR)、硅橡膠(VMQ)、氟橡膠(FKM或者FPM)和氯丁橡膠(CR)等。這些橡膠的特性各不相同,應用也不同。選擇材料要從多方面考慮,比如使用溫度、材料是否耐受介質、材料的硬度、壓縮永久變形和耐磨性等各種因素。 選材錯誤常常是因為
3、設計人員對各種材料的性能不熟悉。一個經驗豐富的橡膠密封件供應商能一開始就指出選材的問題。 我們有個國內客戶不喜歡正在使用的O圈,因為這個O圈很容易壞。我們檢查了更換下來的樣品,發現樣品表面有龜裂,紋路很像臭氧老化。我們又詢問了O圈的使用環境,發現周圍有很多機械設備和電動馬達。這下答案就有了:電動馬達的火花能產生臭氧,造成了局部小環境臭氧濃度較高;而客戶所選材料為丁腈橡膠,不耐受臭氧。為了驗證結論,我們在實驗室臭氧老化箱中做了測試,結果客戶提供的新O圈表面也出現了類似的裂紋。由於該密封件只與空氣長期接觸,沒有礦物油等其他物質,我們最終推薦了三元乙丙橡膠來代替客戶的現有產品。 有時使用環境比較復雜
4、,或者是一個全新的設計,選擇材料就不是件非常容易的事了。除了仔細甄別各種影響因素外,還需要進行功能測試。 3. 密封件質量 密封件的生產質量與最終產品的可靠性密切相關。常見的問題有:原材料質量不穩定、橡膠混煉時投錯原料、原料或者混煉膠儲存不當(交叉污染)、膠料混煉不均勻、硫化條件(溫度、時間、壓力等)不妥、密封件產品保存不當、模具使用不當等。這些問題往往涉及到生產過程中的質量控制。定貨方在選擇密封件生產廠時,應該經過多次考察、調研并進行產品測試。在供貨的過程中,還可要求密封件的生產企業提供真實、準確的檢驗報告。 4. 密封件使用不當 一個好密封件,如果使用不當,也會造成整個產品失效,比如潤滑油
5、使用錯誤。 我們的某個客戶反饋說O圈零件的尺寸與要求差異很大。當我們分析樣品時才發現,客戶用錯了潤滑油。該O圈是由三元乙丙橡膠制成,材料本身不耐礦物油類的潤滑油。客戶涂上這種潤滑油,會造成產品體積溶脹。後來讓客戶改用硅油就沒有問題了。 另外一類常見的問題為安裝錯誤。比如在O圈裝配過程中產生了扭曲;由於安裝不當而造成密封件受壓不均勻;密封件的潤滑不夠等失誤。如果這些失誤是由密封件的生產廠家造成的,那么這屬於生產質量所控制的范圍之內。如果由定貨方或者第三方造成,那么就屬於使用不當了。 當今科技日新月異,巿場上出現了很多新的密封件材料和工程設計,以滿足各種苛刻的使用要求。同時,大多數密封件的制造商也
6、采用了科學的質量管理體系。遺憾的是,這些努力都不能杜絕密封件失效。因而,失效分析就顯得更為重要了。橡膠密封件失效分析 橡膠密封件失效分析不但要求技術人員具有全面的材料知識,還必須具有豐富的工程經驗,并且要善於使用一些分析儀器和設備,因此復雜的失效分析往往需要一個團隊來完成。 當客戶的產品發生密封故障時,他們首先想到的原因往往是橡膠密封件,他們最常提出的問題是:供應商是否換過材料?其實,從上文中可以看出,材料更換只是可能的影響因素之一。所以,當碰到密封故障時,應該從以下四個方面出發,全面掌握資料,根據數據而不是憑猜想作結論。 1. 選擇合適的機構來進行密封件失效分析 現實中,客戶常常首選該橡膠密
7、封件的供應商來做失效分析,或者找裝備精良的大學實驗室(或專業測試公司)來做。但是,橡膠密封件失效分析不但要求技術人員具有全面的材料知識,還必須具有豐富的工程設計經驗,并且要善於使用一些專業的分析儀器和設備。而只有資深的橡塑元件生產商才有這樣的技術力量。另外,分析中可能會涉及到一些客戶的技術機密,因此,最好找一個有信譽的公司來進行分析。 2. 搜集背景資料 遇到密封故障時,首先應該搜集如下背景資料,用來初步判斷失效是否和材料有關: 密封件的生產廠家是誰;膠料名稱是什么(客戶有可能會搞錯供應商)。 失效產品中所用的密封件批號或者訂單號,這樣可以方便以後查詢。如果密封件失效僅與某批次相關,那么很有可
8、能是由密封件生產中的某些變化造成的。 密封件失效是怎么被發現的?密封件使用的條件是什么(溫度、壓力、介質、使用頻率等)? 如果結構特殊,可能還需要圖紙或者組合件的照片。 失效產品占多少比例(%)。 如有可能,請客戶送回部分樣品:失效的密封件、沒有失效的密封件、以及同批號中沒有使用過的密封件。這樣便於以後做比較測試。值得注意的是,有些樣品可能殘留有毒物質,一定要提醒客戶和相關人員做好防護措施,并且妥善送交樣品。 得到這些信息後,分析員最好能夠建立相應的檔案。一來便於今後追蹤跟進調查情況;二來可以為將來的類似案例提供線索。 3. 初步分析 如果是由密封件供應商進行失效分析,在得到樣品後,最好還是先
9、做一些簡單的材料分析(比如硬度、拉伸強度、永久壓縮變形、比重等物性測試和尺寸檢查),以再次確認該產品的確是自己的產品。因為很多橡膠件看起來都一樣(比如O圈)。 我們就有這樣的經歷,客戶一再強調是我們的產品XYZ。但是經過材料分析後,樣品的成分和性能與我們的XYZ產品大相徑庭。同時,也可以用這些測試結果來判斷材料是否有問題。 有時候還可以在失效密封件上找到一些特征。有經驗的技術人員憑這些特征就可以初步斷定失效原因。另外,在失效特征的附近,還要注意觀察是否有異物、氣泡、流痕或者毛邊等異常情況。這些特征常常和密封件生產質量有關。可通過肉眼、放大鏡、顯微鏡和電子掃描顯微鏡(SEM)等進行觀察。 根據以
10、上這些線索,可以初步辨別造成失效的大致原因,如果需要,可進一步安排其他分析測試。 4. 深度分析 如果初步分析無法解決材料方面的疑問,那么就需要采用一些更精密的化學分析方法。 常見的有示差掃描量熱儀(DSC),熱重分析儀(TGA),動態力學分析儀(DMA)和熱機械分析儀(TMA)等熱分析技術和傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)等光譜方法。這些分析儀器大都很貴,但是一般在幾天內就可獲得分析結果。 示差掃描量熱儀(DSC)常用來測試橡膠材料的玻璃化溫度,在失效分析中可以用來檢查橡膠材料的耐低溫性能。 熱重分析儀(TGA)常用來研究材料的組分,借此可以快速間接地看出某些成分是否有問題。 動態力學分析儀
11、(DMA)常用來測試在一定條件下材料的剛度與阻尼,借此可以判斷在實際使用環境中該密封件是否合適(比如抗沖擊性能)。 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)常用來測定分子組成和結構,在失效分析中可以用來確定橡膠本身和某些成分是什么、密封件上的異物成分、在使用中密封件發生了什么化學變化等信息。 這些技術曾僅用於大學和科研院所的基礎科學研究。而今,在橡膠工業中,尤其是歐美一些高端技術企業中,這些技術成功地用在密封件失效分析上。對於這些技術,很多文獻都有更詳細的論述和使用實例,在此不再贅述。 除了憑借經驗和上述的各種測試外,有限元分析(FEA)也常常被用來輔助密封件的失效分析。上文在“機械設計錯誤”中所舉的就
12、是一個很好的例子。 5. 實地考察 失效分析的一個重要部分是實地考察密封件生產過程或者使用方的安裝、使用過程。因為有時僅憑實驗室的分析還不能夠得出最終結論。 比如經實驗室分析,密封件物料可能有污染。為了確認這種猜測,分析人員最好實地到生產廠家考察,看看有什么操作漏洞,并在各個可能的生產環節取樣。如果實地樣品驗證了分析結果,那么就可以確診了。其結果可幫助生產廠家改善生產流程,以避免將來發生類似的問題。 再如,我們曾有一個產品在使用中沒有達到預期的壽命就失效了。經過實驗室分析和對密封件生產廠的考察,我們仍然無法找出原因。最後,我們的技術人員去參觀了客戶的安裝流水線後發現,裝配過程中所使用的一個元件
13、上有毛刺,裝配中橡膠件表面被劃傷,從而造成橡膠密封件在使用中過早失效。在客戶更換了這種元件後,橡膠密封件就完全達到使用要求了。 綜上所述,橡膠密封件的失效分析常常是一個復雜的工作。技術人員不僅需要有豐富的經驗和知識,還要有認真仔細的態度、堅韌不拔的毅力和一定的邏輯推理能力。同時,失效分析對分析儀器和設備等硬件也有一定的要求。 耐油橡膠的定義及分類點擊次數:20 發布時間:2011-11-181.耐燃油性: 氟橡膠FKM 和氟硅橡膠FMVQ對燃料油的抗耐性最好。而氯丁橡膠和氯化聚乙烯橡膠CPE耐燃油性最差。丁晴橡膠的耐燃油性隨丙烯晴含量增加而提高。氯醇橡膠的耐燃油性比丁晴橡
14、膠好。2.耐混合燃油性: 氟硅橡膠FMVQ和氟橡膠FKM 對混合燃料油的抗耐性最好。丙烯酸酯橡膠耐耐混合燃油性最差。丁晴橡膠的耐混合燃油性隨丙烯晴含量增加而提高。含氟量高的氟橡膠對混合燃油的穩定性較好膠種 汽油/甲醇85/15 平均溶漲度(54度)/%汽油/乙醇85/15平均溶漲度(54度)/%3.耐酸性氧化燃油性: 對酸性氧化燃油來說,酸性氧化燃油中的氫過氧化物可使硫化膠的性能惡化,所以在燃油系統中常用的丁晴橡膠,氯醇橡膠難以滿足長期使用的要求。只有含氟彈性體如氟橡膠FKM ,氟硅橡膠FMVQ,氟化磷晴和氫化丁晴橡膠性能較好。普通的丁晴橡膠膠料,不
15、能在125度的酸性汽油中長時間工作。只有采用氧化鎘活化的低硫-給硫體以 及白碳黑為主要原料的丁晴橡膠,才能較好的耐酸性汽油。增加丙烯晴的含量,可使酸性汽油的滲透性降低。4.耐礦物油性: 丁晴橡膠是常用的耐礦物油橡膠。丁晴橡膠的耐礦物油性隨丙烯晴含量增加而提高。但高丙烯晴含量的丁晴橡膠耐熱性有限。當油溫達到150度時,應該采用氫化 丁晴橡膠,氟橡膠FKM ,氟硅橡膠FMVQ和丙烯酸酯橡膠。油溫達到150度時,氟橡膠FKM ,氟硅橡膠FMVQ效果最好。但成本高,為降低成本,可以在氟橡膠FKM 中并入50%以下的丙烯酸酯橡膠,并用后的硫化膠性能下降不大于20%。丙烯酸酯橡膠耐礦
16、物油性好于丁晴橡膠.丙烯酸乙酯型的橡膠丙烯酸酯橡膠的耐熱油性,比丙烯酸丁酯型的橡膠好。5.耐合成潤滑油性: 相似相溶原則:極性聚合物溶于極性溶劑,非極性聚合物溶于非極性溶劑,三元乙丙橡膠屬于氫類橡膠,在氫類油中極度膨脹,硅橡膠在硅油中,氟橡膠在全氟帶氫液體中,都出現很大的體積膨脹。6.耐合成氫類潤滑油: 丁晴橡膠的耐油性隨丙烯晴含量增加而提高。芳氫類對丁晴橡膠膨脹作用大于脂肪氫類。高丙烯晴含量的丁晴橡膠,用于耐高芳氫含量的合成氫油。中丙烯晴含量的丁晴橡膠,用于耐低芳氫含量的合成氫油。低丙烯晴含量的丁晴橡膠,用于低膨脹使用的合成油如石蠟油。或低溫屈撓性
17、比耐油性更重要的場合。使用氫化丁晴橡膠 可以改善耐熱性,耐臭氧性和提高對添加劑的抵抗性。氫化丁晴橡膠適用于耐140-150度熱油場合。耐油耐熱性介于丁晴橡膠和氟橡膠之間。氟橡膠可以耐 200度合成氫類潤滑油長期工作。硅橡膠可以耐200度合成氫類潤滑油長期工作。并且在-60度下保持良好的屈撓性。對石蠟油和PAOS都很好。但不耐低 黏度的合成氫油類。會產生極大的膨脹。氯醇橡膠可以在-40到+120度的合成氫類潤滑油長期工作,具有低的透氣性和良好的耐臭氧性。缺陷是對模具的腐蝕 性和高溫老化后的返原現象。氯磺化聚乙烯橡膠耐合成氫類潤滑油的能力,隨氯含量增加而提高。在-20到+120度范圍內,只能用在高
18、石蠟的礦物油哈 PAOS中,在環烷油和芳氫油中膨脹很大。聚氨酯橡膠AU/EU/也能耐合成氫類潤滑油但其壓縮變形隨溫度升高(超過70度)有惡化傾向。另外耐水解性不 好。7.耐聚亞烷基二醇(PAG)合成潤滑油 一般情況下,配方適當的丁晴橡膠,氯丁橡膠,三元乙丙橡膠硫化膠,可耐PAG合成潤滑油。但氯丁橡膠,三元乙丙橡膠不耐礦物油。如果系統中稍有一點礦物油,都可能引起極度膨脹。氟橡膠不耐PAG合成潤滑油。耐有機酯合成潤滑油,耐有機酯合成潤滑油分兩類:二羧酸酯和多元醇酯。通常選用適當配合的丁晴橡膠和氟橡膠耐磷酸酯合成潤滑油。硅橡膠可以耐磷酸酯合成潤滑油但物性很差使用受到限制三元乙丙
19、橡膠和丁基橡膠只能耐純磷酸酯如果有少量礦物油混入 會膨脹氟橡膠不耐磷酸酯合成潤滑油。二元乙丙橡膠三元乙丙橡膠和丁基橡膠能在121度以下的磷酸酯合成潤滑油中長期工作8.耐含硅的合成潤滑油。 一般,硅油不容易引起橡膠膨脹但能把橡膠中的增塑齌抽出來不合增塑齌的丁苯橡膠三元乙丙橡膠丁晴橡膠氫化丁晴橡膠氟橡膠都耐有機硅液體。9.耐含氟元素油 聚全氟氫基醚是不燃性液體,能在230-260溫度范圍內使用。在已知的橡膠中,還沒有一種能在該溫度范圍內長期工作。三元乙丙橡膠可以在100度含氟元素油中使用。氟橡膠可以在150度溫度下使用。10.耐聚苯基醚液體 &
20、#160; 聚苯基醚是最耐輻射的液體,并且對高溫和氧化異常穩定。三元乙丙橡膠可以在100度聚苯基醚中使用。氟橡膠可以在200度溫度下使用。但氟橡膠不耐輻射。11.耐氯代氫液體 氯代氫合成液體是非水基阻燃性液體。氟橡膠和硅橡膠效果良好。影響橡膠老化的因素點擊次數:47 發布時間:2011-11-3影響橡膠老化的因素主要有以下幾個:1、氧、氧在橡膠中同橡膠分子發生游離基鏈鎖反應,分子鏈發生斷裂或過度交聯,引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。2、臭氧、臭氧的化學活性比氧高得多,破壞性更大,它同樣是使分子鏈發生斷裂,但臭氧對橡膠的作用情況隨
21、橡膠變形與否而不同。當作用于變形的橡膠(主要是不飽和橡膠)時,出現與應力作用方向垂直的裂紋,即所謂"臭氧龜裂"作用于變形的橡膠時,僅表面生成氧化膜而不龜裂。3、熱:提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴散速度和活化氧化反應,從而加速橡膠氧化反應速度,這是普遍存在的一種老化現象-熱氧老化。4、光:光波越短、能量越大。對橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯外,橡膠因吸收光能而產生游離基,引發并加速氧化鏈反應過程。紫外線光起著加熱的作用。光作用其另一特點(與熱作用不同)是它主要在橡表面進生。含膠率高的試樣
22、,兩面會出現網狀裂紋,即所謂"光外層裂"。5、機械應力:在機械應力反復作用下,會使橡膠分子鏈斷裂生成游離基,引發氧化鏈反應,形成力化學過程。機械斷裂分子鏈和機械活化氧化過程。哪個能占優勢,視其所處的條件而定。此外,在應力作用下容易引起臭氧龜裂。6、水分:水分的作用有兩個方面:橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時,容易破壞,這是由于橡膠中的水溶性物質和清水基團等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下,會加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對橡膠則不起破壞作用,甚至有延緩老化的作用。其它:對橡膠的作用因素還有化學介質、變價金屬離子、高能輻射、電
23、和生物等。橡膠老化的試驗方法點擊次數:16 發布時間:2011-11-31、自然老化試驗方法:又分為大氣老驗,大氣加速老化試驗,自然貯存老化試驗,自然介質(包括埋地等)和生物老化試驗等。2、人工加速老化試驗方法。為熱老化、臭氧老化、光老化、人工氣候老化、光臭氧老化、生物老化、高能輻射和電老化以及化學介質老化等。骨架油封的介紹及密封原理點擊次數:21 發布時間:2011-10-21骨架油封一般有三部分組成:油封體、加強骨架和自緊螺旋彈簧。密封體按照不同部位又分為底部、腰部、刃口和密封唇等。通常,在自由狀態下的骨架油封,其內徑比軸徑小,即具有一定的“過盈量”。因此,當油封裝入油封座和軸上之后,油封
24、刃口的壓力和自緊螺旋彈簧的收縮力對軸產生一定的徑向緊力,經過一段時間運行后,該壓力會迅速減小乃至消失,因而,加上彈簧可以隨時補償油封自緊力。骨架油封的密封原理:由于在油封與軸之間存在著油封刃口控制的油膜,此油膜具有流體潤滑特性。在液體表面張力的作用下,油膜的剛度恰好使油膜與空氣接觸端形成一個新月面,防止了工作介質的泄漏,從而實現旋轉軸的密封。油封的密封能力,取決于密封面油膜的厚度,厚度過大,油封泄漏;厚度過小,可能發生干摩擦,引起油封和軸磨損;密封唇與軸之間沒有油膜,則易引起發熱、磨損。安裝時,必須在密封圈上涂些油,同時保證骨架油封與軸心線垂直,若不垂直,油封的密封唇會把潤滑油從軸上排干,也會
25、導致密封唇的過度磨損。在運轉中,殼體內的潤滑劑微微滲出一點,以達到在密封面處形成油膜的狀態最為理想。填料在橡膠產品的作用及用量點擊次數:15 發布時間:2011-10-6橡膠工業大量使用填料作配合劑,其用量僅次于橡膠耗用量。補強填料用于橡膠,不僅能提高橡膠制品的強度,而且能改善膠料的加工性能,并賦予制品良好的耐磨耗、耐撕裂、耐熱、耐寒、耐油等多種性能,可延長制品的使用壽命。非補強填料用于橡膠,主要起填充增容作用,某些品種也兼有隔離、脫模或著色的作用。 橡膠產品對填料的要求 1一般要求 (1)補強填料粒子表面要有強的化學活性,能與橡膠產生良好的結合
26、,能改善硫化膠的力學性能、耐老化性能和粘合性能。非補強填料粒子表面呈化學惰性,和橡膠不產生化學結合,不影響硫化膠的力學性能及耐候性、耐酸堿性和耐水性。 (2)有較高的化學純度,細度要均勻,對橡膠有良好的濕潤性和分散性。 (3)不易揮發,無臭、無味、無毒,有較好的貯存穩定性。 (4)用于白色、淺色和彩色橡膠制品的填料,還要求不污染,不變色。 (5)價廉易得。 2-性能要求 (1)細度:一般說,補強填料顆粒越細,比表面積越大,和橡膠接觸面
27、積也越大,補強效果越好。非補強填料顆粒越細,加入橡膠后混煉效果越好。但必須分散均勻,如分散不均勻,即使顆粒很細,混煉效果亦不好。 (2)顆粒形狀與晶型:填料顆粒形狀以球形較好,片形或針形填料在硫化膠拉伸時容易產生定向排列,導致永久變形增大,抗撕裂性能降低。補強填料中炭黑和白炭黑為無定形,其他填料也有結晶型的。比如硅微粉雖與白炭黑化學成分均為二氧化硅,但前者為結晶型,后者為無定型。結晶型填料又分為異軸結晶和等軸結晶兩種。同軸結晶x、y、z三軸相似,各向同性。異軸結晶x、y、z三軸有顯著差異,各向異性在常用非金屬礦物填料中,陶土、石墨、硅藻土屬異軸結晶系。碳酸鈣為等軸結
28、晶系。要求耐磨和耐撕裂性能好的橡膠制品,不宜用異軸結晶系物質作補強填料。 (3)表面性質:粉體填料混入橡膠,其粒子被橡膠分子包圍,粒子表面被橡膠濕潤的程度對補強效能有很大影響。不易濕潤的顆粒,在橡膠中不易分散,容易結團,降低其補強效能。這種狀況可以通過添加某些有助于增加濕潤的物質得以改善。例如補強效能很小的碳酸鈣,加入脂肪酸后,降低了表面張力,增加了濕潤程度,提高了補強效果。 炭黑是橡膠的主要補強填料,其成分9099是元素碳,其余是少量揮發分和水分。在炭黑生產過程中,其表面吸附或結合了少量羧基、醌基、酚基、內酯基等化學基團。過去曾經認為炭
29、黑的補強效能僅取決于其粒徑(比表面積)大小及結構性,而與其表面的化學性質無關。近年來大量研究結果表明,炭黑粒子表面的化學基團在混煉過程中能與橡膠起化學反應,使結合膠增加,進而增進了硫化膠的力學性能和耐老化性能。 白炭黑粒子表面化學基團與炭黑完全不同。氣相法白炭黑表面含有硅醇基SiOH,沉淀法白炭黑表面含有硅醇基SiOH及Si<(OH):。氣相法白炭黑呈酸性,沉淀法白炭黑表面呈酸性或呈堿性。呈酸性會遲延硫化速度,呈堿性則會加快硫化速度。白炭黑表面微孔多,吸濕性強,對補強不利。用硅烷偶聯劑對其表面進行改性處理,能克服其弊端,改善其補強性能。對非金屬礦物粉體填料進行
30、表面改性處理,也有很好的應用效果。 3、填料在橡膠產品中的用量橡膠產品中,填料是用量僅次于于生膠(天然橡膠和合成橡膠)的第二大原材料。在產品配方中,如以生膠用量為100計,補強填料用量約為50,非補強填料用量約為25,這是對各類橡膠產品總和而言。具體到每一種產品,有的填料用量甚至超過橡膠,有的則低于總和平均量。以主要產品配方為例,生膠為100份。 輪胎胎面炭黑用量4050份。基本上不用非補強填料,或用少量陶土。內胎膠中可用20份左右的陶土或碳酸鈣。 膠帶炭黑用量2545份。碳酸鈣可用于各部件,用量10113份。
31、碳酸鎂可用于平帶封口膠和邊膠漿,用量分別為40份、50份。硫酸鋇用于平帶擦貼膠,用量為25份。 膠管炭黑用量1545份。碳酸鈣用量33128份,陶土用量2050份,碳酸鎂用量25份,輸酸堿膠管中還用硫酸鋇30份。 膠鞋黑色鞋底炭黑用量50份,超細活性碳酸鈣(白艷華)50份,陶土40份,白色鞋底白碳黑用量55份,超細碳酸鈣15份,鈦白粉2份。 膠布制品碳酸鈣和陶土可用于各類膠布制品,用量30150份,硫酸鋇用于氣密膠布,用量為11份。 模型制品炭黑用量4075份。白炭黑可用30份,陶土
32、可用35份。碳酸鈣可用20份。 密封制品油封可用白炭黑70份。密封條用炭黑25份,碳酸鈣10份,耐油真空密封用陶土30份,炭黑40份。隔膜用炭黑15份,碳酸鈣54份。 膠乳制品膠乳手套可用硫酸鋇1015份或碳酸鈣5份,海綿膠乳配方中可用滑石粉20份,氯丁乳膠絲配方中可用陶土23份,多孔模型膠乳配方中可用陶土100份,或碳酸鈣100300份。 從上述實例可以看出,在各類橡膠產品中大量使用補強填料和非補強填料,不同產品使用填料類型和品種不同,其用量相差很大。實際使用時要根據橡膠制品的性能要求進行配方設計,選擇膠種,
33、加入補強填料以改善力學性能,加入非補強填料改善加工性能,降低生產成本。通過硫化體系和防護體系的調整使配方優化。這是生產優質橡膠產品的基礎。 除了上述列舉的碳酸鈣、陶土、硫酸鋇和滑石粉外,還有許多天然無機礦物粉體材料也可以用作橡膠填料,如含碳酸鎂的白云石,含硅酸鈣的硅灰石,含硫酸鹽的重晶石、石膏,含無定形炭的石黑、煤粉及其他含硅的粉石英(硅藻土)、石棉、葉蠟石、煤矸石、油頁巖、粉煤灰、凹凸棒土、赤泥等。橡膠制品生產廠家可以根據產品性能要求和價格選用不同的填料,通過配方試驗確定其最佳配用量。橡膠生產中防止靜電危害的措施點擊次數:24 發布時間:2011-9-30凡有靜電
34、危害的工序、設備來場所,必須采用相應的靜電安全措施。在周圍環境可能出現爆炸性氣體的區域,必須加強通風措施,使其濃度控制在爆炸下限以下。采取靜電安全措施后,絕緣體的靜電電位應控制在允許值以下。推薦的允許值為:在周圍環境存在可燃、易燃性混合物并可能達到爆炸范圍時,對最小著火能量的可燃、易燃性混合物,絕緣體的靜電電位應控制在以下;對最小著火能量的可燃、易燃性混合物,絕緣體的靜電靜位應控制在以下。僅為防止帶靜絕緣體對操作人員造成電擊的場合,絕緣體的靜電電位應控制在以下。在靜電對操作人員電擊時可能造成二次事故的場合,除絕緣體的靜電電位應控制在以下外,對設備或裝置應采取相應的安全措施。凡有爆炸和火災危險的
35、區域,操作人員必須穿防靜電鞋或導電鞋、防靜電工作服。操作區應鋪設導電地面,導電地面對地阻值應低于 ,并必須經常保持其導電性能,嚴禁操作人員穿著合成纖維的衣服(已采用防靜電溶液定期處理的衣服除外)進入上述區域,嚴禁在上述區域脫衣服。凡需防止人體帶電的一場所,操作人員應穿防靜電鞋,操作區地面應鋪設導電地面,并經常保持其導電性能。橡膠制品生產過程中主要工序及場所的靜電安全措施如下:煉膠:用開放式煉膠機進行生膠塑煉、對絕緣性橡膠料進行壓片及返煉汽油膠漿膠膜時,應裝設離子流靜電消除器。熱煉:用開放式煉膠機供絕緣性熱煉膠時,在膠片取出處應裝設感應式靜電消除器。膠漿制造:在使用易燃性溶劑制造膠漿時,必須采取
36、下列措施:膠漿制造機械應盡量采用齒輪傳動。當采用三角帶傳動時,傳動用三角帶必須選用防靜電三角帶。如使用普通三角帶傳動時,必須采取提高其表面導電性能的措施,并應定期檢查,根據使用情況及時處理,使其表面任一點的對地電阻值在任何情況下不大于. 膠漿桶桶壁粘附膠膜的剝離,必須離開有爆炸和火災危險的區域,動作必須要輕、要慢。嚴禁用泵直接向膠漿攪拌桶內噴射溶劑,必須采取自流方式。當輸送膠漿及汽油等溶劑的管道采用橡膠或塑料管時,必須采用導電橡膠、導電塑料軟管或有金屬編織層的導電膠管,并必須可靠接地。人工投入膠條、運輸膠漿及揭開膠漿桶蓋或遮蓋物時,動作必須要輕、要慢。遮蓋物嚴禁采用絕緣材料。涂膠:當
37、采取易燃溶劑膠漿涂膠時,必須采取下列措施:設計涂膠機時,其膠輥必須采用導電橡膠膠輥。在適當地點裝設感應式靜電消除器。增加帶電體周圍環境相對濕度,在涂膠輥、膠布拉出處在干燥籍前部設局部蒸汽噴霧設施,使帶電體周圍空間空氣相對濕度保持在以上。設備開動前必須首先打開蒸汽噴霧管閥門。凡接觸膠漿及帶電絕緣體的操作工具,應采用電阻率為 ·的材料制成。壓延、裁斷:簾布、帆布壓延及裁斷過程中,凡操作人員經常接觸帶電絕緣體的部位,均應裝設靜電消除器。輪胎簾布簡貼合:在層布貼合機上進行簾布簡貼合操作過程中,必須在適當位置裝設感應式靜電消除器或離子流靜電消除器。 成型:凡使用汽油及溶劑膠漿的成型工
38、藝,必須按不同工藝分別采取下列措施:轉胎成型:使用金屬折疊機頭成型轉胎時,必須按“并聯電容法”進行操作。運輸帶成型:必須在適當位置裝設離子流靜電消除器和感應式靜電消除器,工作臺面必須是導電臺面,并可靠接地。膠鞋成型:當采用刷漿工藝時,刷漿工作臺必須是導電臺面,并可靠接地。嚴禁坐在人造等絕緣面椅子上操作;嚴禁用絕緣板做工作臺面,更不準在絕緣面板上鋪設不接地的金屬板。在正常通風系統因故停止運行時,必須停止生產。膠布制品成型:工人在操作時,特別是在作剝離動作時,動作必須要輕、要慢。工作臺必須是導電臺面,并必須可靠接地。鞋幫布合布:在鞋幫布合布過程中,應在合布機適當位置裝設感應式靜電消除器。晾布:在晾
39、布室晾布過程中,必須在晾布機的適當位置裝設感應式靜電消除器。 汽油等溶劑(桶裝)庫:必須采用導電橡膠地面。嚴禁用塑料桶、罐(導電塑料桶、罐除外)裝貯汽油等易燃溶劑。各類橡膠的性能說明點擊次數:37 發布時間:2011-9-30丁膠(NBR):由丙烯 與丁二烯共聚合而成,丙烯 含量由18%50%,丙烯含量愈高,對石化油品碳氫燃料油之抵抗性愈好,但低溫性能則變差。一般使用溫度范圍為 25°C100°C。丁 膠為目前油封及型圈最常用之橡膠材質之一。優點:1、具有良好的抗油、抗水、抗溶劑及抗高壓油的特性。2、具有良好的壓縮變形,抗磨及伸長力。缺點:不適合用于極性溶劑之中,
40、例如酮類、臭氧、硝基烴、MEK和氯仿。用途:用于制作烯油箱,潤滑油箱以及在石油系液壓油、汽油、水、硅潤滑脂、硅油、二酯系潤滑油、甘醇系液壓油等流體介質中使用的橡膠零件,特別是密封零件。可說是目前用途最廣、成本最低的橡膠密封件。氫化丁膠(HNBR):氫化丁膠為丁膠中經由氫化后去除部分雙鏈,經氫化后其耐溫性、耐候性比一般丁膠提高很多,耐油性與一般丁 膠相近。一般使用溫度范為 25°C150°C。優點:1、較丁 膠擁有較佳的抗磨性。2、具極佳的抗蝕、抗張、抗撕和壓縮變形的特性。3、在臭氧、陽光及其化的大氧狀況下具良好的抵抗性。4、一般來說適用用洗耳恭聽衣或洗耳恭聽碗的清洗劑中。缺
41、點:不建議使用于醇類、酯類或是芳香族的溶液之中。用途:1、空調制冷業、廣泛用于環保冷媒R134a系統中的密封件。2、汽車發動機系統密封件。三元乙丙膠(EPDM):由乙稀及丙烯共聚合而成主鏈不合雙鏈,因此耐熱性、耐老化性、耐臭氧性、安定性均非常優秀,但無法硫磺加硫。為解決此問題,在EP主鏈上導入少量有雙鏈之第三成份而可硫黃加硫即成EPDM,一般使用溫度范圍為 50°C150°C。對極性溶劑如醇、硐、乙二醇及磷酸脂類液壓油抵抗性極佳。優點:1、具良好抗候性及抗臭氧性。2、具極佳的抗水性及抗化學物。3、可使用用醇類及硐類。4、耐高溫蒸氧,對氣體具良好的不滲透性。缺點:不建議用于食
42、品和途或是暴露于芳香氫之中。用途:1、高溫水蒸汽環境之密封件。2、衛浴設備密封件或零件。3、制動(剎車)系統中的橡膠零件。4、散熱器(汽車水箱)中的密封件。5、室外的防護套。硅橡膠(SI):硅膠主鏈由硅(-si-o-si)結合而成。具有極佳的耐熱、耐寒、耐臭氧、耐大氧老化。有很好的電絕緣性能。抗拉力強度較一般橡膠差且不具耐油性。優點:1、調制配方后抗張強度可達到500PSI及抗斯性可達88LBS。2、良好及具良好的壓縮變形。3、對中性溶劑具有良好的抵抗性。4、具極佳的抗熱性。5、具極佳的抗寒性。6、對于臭氧及氧化物的侵蝕具極佳的抵抗力。缺點:不建議使用于大部分厚縮的溶劑、油品、厚縮酸及經稀釋后
43、的氫氧化納之中。用途:1、家用電器行業所使用的密封件或橡膠零件,如電熱壺、電熨斗、微流爐內的橡膠零件。2、電子行業的密封件或橡膠零件,如手機按鍵、DVD內的減震墊、電纜線接慶內的密封件等。3、與人體有接觸的各式用品中的密封件,如水壺、飲水機等。氟橡膠(FPM):分子內含氟之橡膠,依氟含量(即單體構造)而有名種類型。目前廣用的六氟化系氟橡膠最早由杜邦公司以"Viton"商品名上市。耐高溫性優于硅橡膠,有極佳的耐老化學性、耐大部分油及溶劑(酮、酯類除外)、耐候性及耐臭氧性;耐寒性則較不良,一般使用溫度范圍為 25°C250°C,特殊配方可耐低溫至-40
44、76;C。優點:1、可抗熱至250°C。2、對于大部分油品及溶劑都具有抵抗的能力,尤其是所有的酸類、脂族煙、芳香烴及動植物油。缺點:不建議使用于酮類、低分子量的酯類及含硝的混合物。用途:1 、汽車、摩托車、柴油發動機及燃料系統。2、化工廠的密封件。硅氟橡膠(FLS):硅氟橡膠為硅橡膠經氟化處理,其一般性能兼具有氟橡膠及硅橡膠的優點;其耐油、耐溶劑、耐燃料油及耐高低溫性均佳,一般使用溫度為 25°C200°C。優點:適用于特別用途,如要求能抗含氧的化學物,含芳香氫的溶劑及含氯的溶劑的侵蝕。缺點:不建議暴露于剎車油,酮類及胼的溶液中。用途:太空機件上。天然橡膠(NR)
45、:由橡膠樹采集膠乳制成,是異戊二烯的聚合物。耐溫: 20°C100°C。優點:具有很好的耐磨性、很高的彈性、扯斷強度及伸長率。缺點:在空氧中易老化,遇熱變粘、在礦物油或汽油中易膨脹和溶解,耐鹼但不耐強酸。用途:1、是制作膠帶、膠管、膠鞋的原料,并適于制作減震零件、在汽車剎車油、乙醇等帶氫根的液體中使用的制品。2、墊片及腳墊。聚氨酯橡膠(PU):聚氨酯橡膠機械物性相當好,高硬度、高彈性、耐磨耗性均是其他橡膠類所難相比;耐老化性、耐臭氧性、耐油性也相當好。一般使用溫度為 45°C90°C。優點:耐磨、耐高壓。缺點:不耐高溫。用途:1、適用于工業上耐高壓、耐磨
46、密封件,如液壓缸密封件及滾輪和軸。2、高壓商荷電系統。丁苯膠(SBR):丁二稀與苯乙稀之共聚合物,與天然膠比較,品質均勻,異物少,但機械強度則較弱,可與天然膠攙合使用。耐溫: 30°C100°C。優點:1、低成本的非抗油性材質2、良好的抗水性,硬度70以下具良好彈力。3、高硬度時具較差的壓縮變形。4、可使用大部分中性的化學物質及干性,滋性的有機酮。缺點:不建議使用強酸、臭氧、油類、油酯和酯及及大部分的碳氫化合物之中。用途:廣用于輪胎業。鞋業、膠布類及輸送帶行業等。氯丁膠(CR):由氯丁稀單體聚合而成。硫化后的橡膠彈性及耐磨性好,不怕陽光的直接照射,有特別好的耐大氣老化性能,
47、不怕激烈的扭曲,不怕二氯二氟甲烷和氨等制冷劑,耐稀酸、耐硅酯系潤滑油,但不耐磷酸酯系液壓油,在低溫時易結晶、硬化,貯存穩定性差,在苯胺點低的礦特特油中膨脹量大。一般使用溫度范圍為 50°C 150°C。優點:1、彈性良好及具良好的壓縮變形。2、配方內不含硫磺因此非常容易制作。3、具抗動物及植物油的特性。4、不會因中性化學物,酯肪、油脂、多種油品,溶劑而影響藥物性。5、具防燃特性。缺點:不建議使用強酸、硝基烴、酯類、氯仿及酮類的化學物之中。用途:1、應用于耐R12制冷劑的密封件。2、 家電用品上的橡膠零件或密封件。3、適用來制作各種直接接觸大氣、陽光、臭氧的零件。4、適用于各
48、種耐燃、耐化學腐蝕的橡膠制品。丁基橡膠(IIR):為異丁稀與少量isoprenes聚合而成,保有少量不飽合基供加硫用,因甲基的立體障礙泥分子的運動比其他聚合物少,幫氣體透過性較少,對熱、日光、臭氧之抵抗性大,電器絕緣性佳;對極性溶劑如醇、酮、酯等抵抗大,一般使用溫度范圍為 54°C 110°C。優點:1、對大部分一般氣體具不滲透性。2、對陽光及臭氧具良發的抵抗性。3、可暴露于動物或植物油或是可氧化的化學物中。缺點:不建議與石油溶劑,膠媒油和芳香氫同時使用。用途:用于制作耐化學藥品,真空設備的橡膠零件。丙烯酸酯橡膠(ACM):由Alky Ester Acrylate為主成份聚合而成之彈性體,耐石化
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