أفضل 5 مواد مطاطية لتطبيقات الحشيات والختم
ما هي اللدائن؟ المصطلح مشتق من "المرونة" - إحدى الخصائص الأساسية للمطاط. يتم استخدام الكلمتين "مطاط" و"مطاط صناعي" بالتبادل للإشارة إلى البوليمرات ذات اللزوجة المرنة - والتي يشار إليها عادة باسم "المرونة". تشمل الخصائص المتأصلة في اللدائن المرنة المرونة والاستطالة العالية ومزيجًا من المرونة والتخميد (التخميد هو خاصية للمطاط تؤدي إلى تحويل الطاقة الميكانيكية إلى حرارة عند تعرضها للانحراف). هذه المجموعة الفريدة من الخصائص تجعل من اللدائن مادة مثالية للحشوات والأختام والعوازل وما شابه.
على مر السنين، انتقل إنتاج المطاط الصناعي من المطاط الطبيعي الناتج من لاتكس الأشجار إلى أشكال مختلفة من المطاط المركب عالي الهندسة. عند إنشاء هذه الاختلافات، يتم الحصول على خصائص محددة بمساعدة مواد مضافة مثل الحشو أو الملدنات أو عن طريق تغيير نسب المحتوى داخل بنية البوليمر المشترك. إن تطور إنتاج المطاط الصناعي يخلق عددًا لا يحصى من إمكانيات المطاط الصناعي التي يمكن هندستها وتصنيعها وإتاحتها في السوق.
من أجل اختيار المادة المناسبة، ينبغي للمرء أولا فحص المعايير المشتركة لأداء المطاط الصناعي في تطبيقات الحشية والختم. عند اختيار مادة فعالة، سيتعين على المهندسين في كثير من الأحيان أن يأخذوا العديد من العوامل في الاعتبار. يجب دراسة ظروف الخدمة مثل نطاق درجة حرارة التشغيل، والظروف البيئية، والاتصال الكيميائي، والمتطلبات الميكانيكية أو الفيزيائية بعناية. اعتمادًا على التطبيق، يمكن أن تؤثر ظروف الخدمة هذه بشكل كبير على الأداء والعمر المتوقع للحشية أو الختم المطاطي.
مع وضع هذه المفاهيم في الاعتبار، دعونا نتفحص خمسة من أكثر اللدائن استخدامًا في تطبيقات الحشيات والأختام.
1)بونا-N/النتريل/NBR
جميع المصطلحات المترادفة، هذا البوليمر المطاطي الصناعي المصنوع من الأكريلونيتريل (ACN) والبوتادين، أو مطاط النتريل بوتادين (NBR)، هو خيار شائع يتم تحديده غالبًا عند وجود البنزين و/أو الزيت و/أو الشحوم.
الخصائص الرئيسية:
أقصى نطاق لدرجة الحرارة من ~ -54 درجة مئوية إلى 121 درجة مئوية (-65 درجة - 250 درجة فهرنهايت).
مقاومة جيدة جدًا للزيوت والمذيبات والوقود.
مقاومة جيدة للتآكل، التدفق البارد، مقاومة المسيل للدموع.
يفضل للتطبيقات مع النيتروجين أو الهيليوم.
مقاومة ضعيفة للأشعة فوق البنفسجية والأوزون والعوامل الجوية.
مقاومة ضعيفة للكيتونات والهيدروكربونات المكلورة.
الأكثر استخدامًا في:
تطبيقات معالجة وقود الفضاء والسيارات
التكلفة النسبية:
منخفضة إلى متوسطة
2) إبدم
يبدأ تكوين EPDM بالبلمرة المشتركة للإيثيلين والبروبيلين. يضاف مونومر ثالث، ديين، بحيث يمكن مبركن المادة بالكبريت. يُعرف المركب الناتج باسم إيثيلين بروبيلين ديين مونومر (EPDM).
الخصائص الرئيسية:
أقصى نطاق لدرجة الحرارة من ~ -59 درجة مئوية إلى 149 درجة مئوية (-75 درجة - 300 درجة فهرنهايت).
مقاومة ممتازة للحرارة والأوزون والطقس.
مقاومة جيدة للمواد القطبية والبخار.
خصائص عزل كهربائي ممتازة.
مقاومة جيدة للكيتونات والأحماض العادية المخففة والقلويات.
مقاومة ضعيفة للزيوت والبنزين والكيروسين.
مقاومة ضعيفة للهيدروكربونات الأليفاتية والمذيبات المهلجنة والأحماض المركزة.
الأكثر استخدامًا في:
بيئات الغرف المبردة/الباردة
نظام تبريد السيارات وتطبيقات تجريد الطقس
التكلفة النسبية:
منخفض – متوسط
3) النيوبرين
يتم إنتاج عائلة النيوبرين من المطاط الصناعي عن طريق بلمرة الكلوروبرين وتعرف أيضًا باسم بولي كلوروبرين أو كلوروبرين (CR).
الخصائص الرئيسية:
أقصى نطاق لدرجة الحرارة من ~ -57 درجة مئوية إلى 138 درجة مئوية (-70 درجة - 280 درجة فهرنهايت).
تأثير ممتاز، وخصائص مقاومة للتآكل واللهب.
مقاومة جيدة للتمزق ومجموعة الضغط.
مقاومة ممتازة للماء.
مقاومة جيدة للتعرض المعتدل للأوزون والأشعة فوق البنفسجية والعوامل الجوية وكذلك الزيوت والشحوم والمذيبات الخفيفة.
ضعف المقاومة للأحماض القوية والمذيبات والاسترات والكيتونات.
مقاومة ضعيفة للهيدروكربونات المكلورة والعطرية والنيتروكربونية.
الأكثر استخدامًا في:
تطبيقات البيئة المائية
الكترونية
التكلفة النسبية:
قليل
4) السيليكون
مطاط السيليكون عبارة عن بولي سيلوكسان فينيل ميثيل عالي البوليمر، يُسمى (VMQ)، والذي يؤدي أداءً جيدًا للغاية في البيئات الحرارية الصعبة. نظرًا لنقائه، فإن مطاط السيليكون مناسب بشكل خاص للتطبيقات الصحية.
الخصائص الرئيسية:
أقصى نطاق لدرجة الحرارة من ~ -100 درجة مئوية إلى 250 درجة مئوية (-148 درجة - 482 درجة فهرنهايت).
مقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية.
مقاومة ممتازة للأشعة فوق البنفسجية والأوزون والطقس.
يعرض أفضل مرونة في درجات الحرارة المنخفضة للمواد المدرجة.
خصائص عازلة جيدة جدا.
ضعف قوة الشد ومقاومة المسيل للدموع.
ضعف مقاومته للمذيبات والزيوت والأحماض المركزة.
مقاومة ضعيفة للبخار.
الأكثر استخدامًا في:
تطبيقات الأغذية والمشروبات
تطبيقات البيئة الصيدلانية (ماعدا التعقيم بالبخار)
التكلفة النسبية:
معتدل - مرتفع
5) المطاط الصناعي الفلوري/فيتون®
يتم تصنيف Viton®fluoroelastomers تحت التصنيف FKM. هذه الفئة من اللدائن عبارة عن عائلة مكونة من بوليمرات مشتركة من سداسي فلورو بروبيلين (HFP) وفلوريد فينيلدين (VDF أو VF2).
يتم ملاحظة البوليمرات الثلاثية من رباعي فلورو إيثيلين (TFE)، وفلوريد الفينيليدين (VDF)، وسداسي فلورو بروبيلين (HFP)، بالإضافة إلى البيرفلوروميثيل فينيل إيثر (PMVE) التي تحتوي على تخصصات في الدرجات المتقدمة.
تُعرف FKM بأنها الحل المفضل عند الحاجة إلى درجة حرارة عالية بالإضافة إلى المقاومة الكيميائية.
الخصائص الرئيسية:
أقصى نطاق لدرجة الحرارة من ~ -30 درجة مئوية إلى 315 درجة مئوية (-20 درجة - 600 درجة فهرنهايت).
أفضل مقاومة لدرجات الحرارة العالية.
مقاومة ممتازة للأشعة فوق البنفسجية والأوزون والطقس.
مقاومة ضعيفة للكيتونات، واسترات ذات وزن جزيئي منخفض.
مقاومة ضعيفة للكحوليات والمركبات التي تحتوي على النيترو
مقاومة ضعيفة لدرجات الحرارة المنخفضة.
الأكثر استخدامًا في:
تطبيقات الختم المائية/غوص السكوبا
تطبيقات وقود السيارات بتركيزات عالية من وقود الديزل الحيوي
تطبيقات ختم الفضاء الجوي لدعم أنظمة الوقود ومواد التشحيم والأنظمة الهيدروليكية
التكلفة النسبية:
عالي
وقت النشر: 15 أبريل 2020