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橡膠密封件
眾所周知,熱塑彈性體(thermoplastic elastomer)也叫熱塑性橡膠(TPR)。這種材料是一種兼具橡膠和熱塑料塑料的特性。在常溫下具有硫化橡膠的高彈性性質(zhì),而在一定的高溫下,又可以像熱塑性樹(shù)脂一樣,進(jìn)行塑化成型的高分材料。它這“”特色,給高分子天地注入了新生力量,也有人說(shuō)是繼天然橡膠,合成橡膠之后的所謂“第三代橡膠”。是介于橡膠與樹(shù)脂之間的新型高分子材料,它不僅可以取代部分橡膠,還能使塑料得到改性。它的家族很大,統(tǒng)稱TPE或TPR。熱塑彈性體聚合物鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由化學(xué)組成不同的樹(shù)脂段(硬段)和橡膠段(軟段)構(gòu)成。硬段的鏈段間作用力可以形成物理交聯(lián),而軟段則是具有較大自由旋轉(zhuǎn)能力的高彈性鏈段;而軟硬段又以適當(dāng)?shù)拇涡蚺帕胁⒁赃m當(dāng)?shù)姆绞铰?lián)接起來(lái)。特別要說(shuō)明,這硬段的物理聯(lián)是可逆的,即在一定溫度下,會(huì)失去約束大分份的能力,這時(shí)會(huì)呈現(xiàn)塑性。而當(dāng)其降至常溫時(shí),這些的聯(lián)又恢復(fù),而出現(xiàn)像硫化橡膠交聯(lián)點(diǎn)作用。這種特性使得TPE具有橡膠和塑料雙重性能,可以不用耗能大和復(fù)雜的硫化工藝,通過(guò)傳統(tǒng)的塑料加工設(shè)備,就可以生產(chǎn)出產(chǎn)品,它還可耐使塑料得到改性。
隨著環(huán)保、汽車(chē)多樣化、橡膠可再生利用、材料耐熱性等要求的提高,進(jìn)一步降低成本已經(jīng)成為汽車(chē)用橡膠制品發(fā)展的主要方向。
密封制品占汽車(chē)用橡膠件重量的25%-28%(除輪胎)。近來(lái)具有耐臭氧、耐氣候老化性能的EPDM膠被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)門(mén)窗密封條中,并逐步取代傳統(tǒng)的NR和CR膠。每輛車(chē)可使用10-15米長(zhǎng)的各種密封條。為進(jìn)一步降低成本和外形美觀,國(guó)外廠商已用TPE材料來(lái)制造汽車(chē)門(mén)窗密封條。橡膠密封件是密封裝置中的一類通用基礎(chǔ)元件,在泄漏和密封這一對(duì)矛盾中扮演十分重要的角色,在人類征服自然的過(guò)程中解決泄漏和密封問(wèn)題。一直在推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步,是防止和減少環(huán)境污染的重要途徑。
設(shè)計(jì)密封裝置時(shí),當(dāng)密封件的截面選擇過(guò)小,安裝槽的截面過(guò)大,會(huì)造成密封件的初始?jí)嚎s量過(guò)小或沒(méi)有。安裝槽加工超差或有關(guān)零件的積累誤差較大,也會(huì)使初始?jí)嚎s量減小。因此,必須計(jì)算安裝槽極限尺寸的截面尺寸,檢查密封件的初始?jí)嚎s量。橡膠冷收縮系數(shù)要比金屬大十多倍,在低溫下橡膠密封件截面收縮,材質(zhì)變硬,也造成初始?jí)嚎s量減?。?
密封面的表面缺陷 (如溝槽,毛刺、劃傷等),表面粗糙,加工紋理不合理都會(huì)形成泄漏通道,在低壓時(shí)會(huì)出現(xiàn)泄漏。例如,往復(fù)運(yùn)動(dòng)軸上的軸向劃傷,刀痕,旋轉(zhuǎn)軸上的螺旋刀紋都是造成泄漏的隱患。安裝槽,油缸或運(yùn)動(dòng)軸的形狀誤差超過(guò)要求時(shí),也會(huì)產(chǎn)生泄漏。粗糙的密封表面會(huì)使動(dòng)密封件遭到過(guò)分的磨損,引起泄漏。
任何橡膠材料都有一定的使用溫度范圍,高溫下材料變軟,體積膨脹,造成密封件的擠出而破壞了密封;低溫下,材料的收縮、變硬都會(huì)引起泄漏。
密封材料與介質(zhì)不相容,橡膠吸收介質(zhì)而溶脹,產(chǎn)生變形,終導(dǎo)
致密封件損壞而泄漏。