I. Основные свойства распространённых видов каучука II. Отличия и области применения распространённых видов каучука Примечание: Практические резиновые изделия часто содержат пигменты, поэтому цвет не может служить единственным критерием для их идентификации. Наиболее надёжными методами являются: – Проверка маркировки материала (например, маркировки на сальниках) – Консультация с вашим поставщиком Для простой идентификации можно комбинировать: – Тест на маслостойкость (наблюдение за набуханием после погружения) – Характеристики горения (например, CR самозатухает) III. Преимущества и недостатки распространённых видов каучука Натуральный каучук (NR) Основные преимущества: отличная эластичность, прочность на растяжение и устойчивость к разрыву; хорошая обрабатываемость. Основные недостатки: низкая устойчивость к маслам, озону и термическому старению; узкий диапазон рабочих температур. Стирол-бутадиеновый каучук (SBR) Основные преимущества: высокая износостойкость, термостойкость, низкая стоимость и самый большой объём производства. Основные недостатки: несколько меньшая эластичность и морозостойкость; плохая маслостойкость. Бутадиеновый каучук (BR) Основные преимущества: выдающаяся эластичность, износостойкость и морозостойкость. Основные недостатки: низкая устойчивость к разрыву. Хлоропреновый каучук (CR) Основные преимущества: хорошие общие эксплуатационные характеристики; устойчивость к маслам, атмосферным воздействиям, пламени и озоновому старению. Основные недостатки: высокая плотность, средние показатели при низких температурах и относительно высокая стоимость. Нитрильный каучук (NBR) Основные преимущества: отличная маслостойкость (второе место после фторкаучука и др.), хорошая износостойкость и герметичность. Основные недостатки: плохая морозостойкость, озоностойкость и электроизоляция. Этилен-пропиленовый диеновый мономер (EPDM) Основные преимущества: превосходная устойчивость к озону, атмосферным воздействиям и старению; устойчивость к горячей воде и пару; хорошая электроизоляция. Основные недостатки: слабая маслостойкость; медленная вулканизация; плохая самоклеящаяся способность. Бутиловый каучук (IIR) Основные преимущества: лучшая газо- и водонепроницаемость; устойчивость к теплу и старению. Основные недостатки: плохая липкость, медленная вулканизация и низкая маслостойкость. Силиконовый каучук (SI) Основные преимущества: самый широкий диапазон температурной стойкости, нетоксичность, изоляционные свойства и устойчивость к озону. Основные недостатки: низкая механическая прочность, плохая устойчивость к маслам и растворителям, а также высокая стоимость. Фторкаучук (FKM) Основные преимущества: устойчивость к высоким температурам, маслам, превосходная химическая стойкость и устойчивость к старению. Основные недостатки: очень высокая стоимость, плохая обрабатываемость, средняя морозостойкость и низкая эластичность. Хлорсульфированный полиэтилен (CSM) Основные преимущества: отличная износостойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям, озону и хорошая огнестойкость. Основные недостатки: высокая стоимость, плохая упругость и свойства сжатия. IV. Краткий руководство по выбору Высокая эластичность → Выбрать натуральный каучук (NR) Высокая износостойкость и низкая стоимость → Выбрать стирол-бутадиеновый каучук (SBR) Маслостойкость → Выбрать нитрильный каучук (NBR) (для общего использования) или фторкаучук (FKM) (для экстремальных условий) Устойчивость к атмосферным воздействиям и старению → Выбрать этилен-пропиленовый каучук (EPDM) Газо- и водонепроницаемость → Выбрать бутиловый каучук (IIR) Широкий диапазон температурной стойкости → Выбрать силиконовый каучук (SI) Суперустойчивость к коррозии → Выбрать фторкаучук (FKM)

Стандартные размеры уплотнительных колец O‑ring определяются двумя основными параметрами: внутренним диаметром (d₁) и диаметром поперечного сечения (d₂, диаметр проволоки). Все основные стандарты следуют этим двум ключевым параметрам, а также соответствующим допускам и стандартизованным сериям. Принципы размерного рядов и общие стандарты выглядят следующим образом: 1. Стандарты основных размеров: все стандарты в первую очередь устанавливают стандартный ряд для диаметра поперечного сечения d2 (диаметр проволоки) (например, 1,8; 2,4; 3,1; 5,7; 7,0 мм и т. д.), а затем соотносят диаметр проволоки со стандартизованными значениями внутреннего диаметра d1. Кроме того, d1 увеличивается с фиксированными шагами, чтобы избежать хаотичного разброса технических характеристик. 2. Правила обозначения размеров: общепринятое обозначение — d1×d2 (внутренний диаметр × диаметр проволоки). В некоторых случаях может указываться наружный диаметр (d1+2×d2), однако базовым стандартным параметром остаются d1 и d2; 3. Технические допуски: различные стандарты устанавливают верхние и нижние отклонения для d1 и d2 в зависимости от диапазонов размеров (например, малый внутренний диаметр/большой внутренний диаметр, тонкий диаметр проволоки/грубый диаметр проволоки), чтобы обеспечить взаимозаменяемость. Основные общие стандарты (наиболее широко используемые в промышленности): – GB/T 3452.1 (Китайский национальный стандарт) Основной стандарт в Китае. Он определяет узкий ряд (1,0–4,0 мм) и широкий ряд (5,7–12,0 мм) для диаметров поперечного сечения. Внутренние диаметры подбираются в соответствии с каждым диаметром поперечного сечения, что охватывает большинство общепромышленных применений. – AS568 (Американский стандарт) Широко используется во всем мире, особенно в гидравлических и пневматических системах. Каждому номеру детали соответствует уникальный размер d1×d2 (например, AS568‑010 = 1,78 × 1,78 мм). Ключевые диаметры поперечного сечения включают 1,78; 2,62; 3,53 и 5,33 мм, которые широко совместимы с американским и европейским оборудованием. – JIS B 2401 (Японский стандарт) Разделён на тип P (общий) и тип G (прецизионный). Его ряды диаметров поперечного сечения и внутренних диаметров немного отличаются от GB и AS568, преимущественно для японского оборудования. – ISO 3601 (Международный стандарт) В значительной степени согласован с GB/T 3452.1, выступая в качестве единой глобальной базовой спецификации с единым рядом основных размеров. Основные замечания: Стандарты чётко определяют правила соответствия минимальных размеров канавки. Внутренний диаметр уплотнительного кольца d1 и диаметр поперечного сечения d2 должны быть совместимы с диаметром отверстия и шириной монтажной канавки (типичное соотношение сжатия: 10%–20%). Это также является необходимым конструкторским требованием, поддерживающим стандартизацию размеров.

Какая жалоба больше всего пугает производителей уплотнений? Это, безусловно, утечка. Когда вы извлекаете уплотнительное кольцо с утечкой, часто видите душераздирающую картину: оно уже не такое гладкое и упругое, как прежде; его поперечное сечение стало квадратным или сплюснулось до формы буквы ’D“. Если надавить на него пальцами, оно становится твёрдым как камень и полностью теряет эластичность. В резиновой отрасли это явление имеет технический термин — ”деформация при сжатии“. Столкнувшись с этой проблемой, многие технологи первым делом говорят: ”Используйте более качественную сырьевую резину!“ или ”Добавьте больше сажи!“ Однако зачастую это ведёт к росту затрат при незначительном улучшении. Сегодня доктор проведёт вас в молекулярный мир резины, чтобы показать, как именно ”умирают“ ваши уплотнения. Часть 1: Основы — что такое деформация при сжатии? Проще говоря, деформация при сжатии — это процент уменьшения высоты резины, который она не может восстановить после сжатия при определённой температуре в течение определённого времени и последующего освобождения. В лабораторных испытаниях мы используем точную научную формулу для расчёта этого показателя: C: значение деформации при сжатии (чем ниже значение, тем лучше упругость и тем дольше срок службы). h₀: исходная высота образца h₁: высота образца после восстановления h₈: высота ограничителя Для уплотнений деформация при сжатии — критический показатель. Когда она достигает 80% или даже 100%, резина полностью теряет свою упругую память. Даже самая маленькая вибрация приводит к тому, что жидкости — масло или вода — начинают просачиваться через зазоры. Часть 2: Четыре основные причины — кто убил упругость резины? Причина 1: ”Генетические дефекты“ в системе вулканизации Это самый важный фактор, определяющий деформацию при сжатии! Обычная серная система вулканизации (CV), которую мы обычно применяем, в основном образует полисульфидные связи (-S_x-). Фатальная ошибка: хотя полисульфидные связи обладают хорошей стойкостью к разрыву, их энергия связывания чрезвычайно низка. При высоких температурах и сжатии эти связи разрываются. После разрыва молекулярные цепочки скользят в новые, сплющенные положения и затем снова перекрёстно соединяются (образуют новые химические связи). Результат: когда давление снимается, вновь образованные химические связи плотно удерживают молекулярные цепочки на месте, не позволяя им вернуться в прежнее состояние. Ваше уплотнительное кольцо таким образом ”запирается“ в сплющенном виде. Причина 2: недостаточная вулканизация и отсутствие послеотверждения Явление: чтобы максимально увеличить выпуск продукции, многие заводы доводят время вулканизации до предела (зачастую даже не достигая t90). Последствия: внутри резиновой смеси остаётся большое количество нереагировавших сшивающих агентов и активных центров. Когда уплотнение сжимается в условиях высокотемпературной эксплуатации, эти нереагировавшие вещества подвергаются вторичному сшиванию. Сшивание в сжатом состоянии подобно тому, как если бы плоская форма была навсегда ”зафиксирована» в своей структуре. Особенно это касается FKM и силикона VMQ: без стандартного послеотверждения (обычно выпечки в печи при температуре около 200°C в течение нескольких часов) для удаления летучих компонентов и совершенствования сети сшивания их значения деформации при сжатии будут крайне плохими. Причина 3: релаксация напряжения и разрушение молекулярных цепочек при высоких температурах Высокие температуры — главный враг резины. При длительном воздействии давления при 100°C или даже 150°C: Физическая релаксация: тепловое движение полимерных цепочек резины усиливается, что приводит к необратимому скольжению между участками цепочек. Химическое разрушение: основная цепочка разрушается под совместным воздействием тепла и кислорода. Как только пружина ломается, она, естественно, не может вернуться в исходное состояние. Причина 4: выделение пластификаторов (масла) Если ваша формула содержит большое количество технологического масла для снижения твёрдости или стоимости, эти пластификаторы будут выделяться или испаряться, когда уплотнение подвергается воздействию горячего масла или химических сред. Снижение объёма в сочетании с потерей напряжения приводит к быстрому разрушению и коллапсу уплотнения. Часть 3: Рецепт доктора — как спасти ваши уплотнения? Теперь, когда мы выяснили причины, можно эффективно нацеливаться на решения. Если вы хотите производить высококлассные уплотнения с сверхнизкой деформацией при сжатии, вот ваш практический рецепт: 1. Пересмотреть систему вулканизации (приоритет номер один) Отказаться от обычных серных систем: Перейти на системы EV (эффективная вулканизация) или SEV (полуэффективная вулканизация). Увеличив дозировку ускорителей и уменьшив содержание серы, вы формируете более стабильные моносульфидные и дисульфидные связи. Конечное решение: пероксидная система вулканизации (например, DCP, BIPB) Пероксидное сшивание создаёт углерод-углеродные связи (CC), которые обладают чрезвычайно высокой энергией связывания и отличной термостойкостью. Эти связи практически не разрушаются при сжатии. Для уплотнений из EPDM или NBR, если клиент требует низкой деформации при сжатии, выбирайте пероксидную систему без колебаний. 2. Выбрать правильную базовую резину Для применения при температурах выше 150°C NBR не справится, как бы вы ни корректировали формулу. Перейти сразу на: – HNBR (гидрогенизированный нитрильный каучук) – EPDM (для водостойкости, но не для маслостойкости) – ACM (акрилатный каучук) – FKM (фторэластомер) 3. Строго соблюдать послеотверждение Для высококлассных уплотнений из FKM и силикона никогда не экономьте на времени в печи! Послеотверждение обязательно. Оно не только снижает деформацию при сжатии, но и полностью удаляет токсичные или коррозионные побочные продукты вулканизации. 4. Оптимизировать наполнители и пластификаторы Использовать сажу с низкой структурой и умеренным размером частиц (например, N550, N774) или высокоактивный диоксид кремния (с соединителями). Сажа с высокой структурой склонна образовывать жёсткую сетку, которая ограничивает восстановление молекулярных цепочек. Контролировать количество жидких пластификаторов и