Mechanismus und Auswahl der Anwendung von Ölen auf Gummimaterial

In der technischen Praxis beeinflusst die Kompatibilität von Gummimaterialien mit Ölen direkt die Leistung und Lebensdauer der Komponenten. Im Wesentlichen kann der Wirkungsmechanismus von Öl auf Gummi hauptsächlich aus drei Aspekten analysiert werden:

Zunächst der Inflationseffekt. Wenn Gummi und Öl in Kontakt kommen, werden Ölmoleküle allmählich in die Polymerkette des Gummis durchdringen und sich ausbreiten, was zu einer Ausdehnung des Gummivolumens und einer Verringerung des Moduls führt. Zweitens die Abstraktion. Das Öl löst und pumpt Weichmacher und einige niedermolekulare Hilfsmittel aus dem Gummi ab, und eine langfristige Wirkung kann zu einer Härtung oder Zerbrechung des Gummis führen. Schließlich die chemische Kompatibilität. Bestimmte polare Öle oder Öle, die aktive Zusatzstoffe enthalten, können mit der Hauptkette oder vernetzten Struktur eines Kautschukmolekulas chemisch reagieren, was ihre Eigenschaften verändert.

In der Technik wird in der Regel die Ölbeständigkeit umfassend bewertet, indem Indikatoren wie die Volumenänderung, die Massenveränderung, die Härteänderung und die Dehnungsaufrechterhaltung des Gummis nach dem Einweichen in das Öl gemessen werden. Im Allgemeinen kann die Volumenaufblasrate innerhalb von 10% als eine gute Ölbeständigkeit angesehen werden, 10% -20% sind noch akzeptabel, wenn sie über 30% liegt, ist sie unter den meisten praktischen Bedingungen nicht mehr anwendbar.

Im Folgenden werden die Auswahl von Gummimaterialien für verschiedene Ölsysteme analysiert und empfohlen.

1. Mineralölsystem (Hydrauliköl, Schmieröl, Motoröl)

Traditionelle Mineralöle bestehen hauptsächlich aus Öldestillaten, hauptsächlich gesättigte Alkane, enthalten einen bestimmten Anteil an aromatischen Kohlenwasserstoffen und haben eine niedrigere Gesamtpolarität. Die Menge an aromatischen Kohlenwasserstoffen kann sich erheblich unterscheiden, je nach Standard oder Quelle von Mineralölen.

Empfohlenes Gummimaterial:

Nitrilkautschuk (NBR) ist das am häufigsten verwendete Gummimaterial in diesem System, dessen Ölbeständigkeit hauptsächlich vom Acrylinitrilgehalt abhängt. Acrylonitrilgehalt von 18% -25% niedriger Nitril NBR ist gut, aber ölbeständig im Allgemeinen; Die synthetische Leistung von Nitril-NBR mit einem Acrylonitrilgehalt von 26% -34% ist ausgewogen und weit verbreitet; Hohe Nitril-NBR mit einem Gehalt von 35-45% ist ausgezeichnet ölbeständig, aber die Tieftemperaturelastizität wird abnehmen. Bei 40 ° C - 100 ° C Mineralhydraulicöl kann die Volumendehnung von mittleren und hohen Nitril NBR in der Regel auf 5% -15% gesteuert werden.

Nitrilhydridgummi (HNBR) verbessert die Wärmebeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Müdigkeitsbeständigkeit, während NBR eine gute Ölbeständigkeit aufrechterhalt, und eignet sich für Hochtemperatur-Hydrauliksysteme oder Motorölumgebungen mit langfristigen Einsatztemperaturen von bis zu 150 ° C.

Fluor-Gummi (FKM) leistet sich bei hohen Temperaturen und hohen Belastungen in Mineralölsystemen hervorragend, mit einer Volumenaufblasungsrate von in der Regel unter 5%, ist jedoch kostengünstig und wird häufig in Anlagen verwendet, in denen die Dichtungsleistung anspruchsvoll ist.

2. Kraftstoffölsystem (Benzin, Diesel, Flugkraftstoff)

Kraftstofföl enthält mehr aromatische Kohlenwasserstoffe und leichte Komponenten, eine starke Auflösungsfähigkeit für Gummi und in der Regel eine gewisse Flüchtigkeit.

Empfohlenes Gummimaterial:

Fluorkummi (FKM) ist die bevorzugte Wahl für Benzin, Diesel und andere Brennstoffumgebungen, insbesondere für aromatische Kohlenwasserstoffe oder Kraftstoffsysteme mit hohen Temperaturen, deren Volumenänderungsrate in der Regel innerhalb von 8% bleiben kann und die mechanische Leistung besser aufrechterhalten kann.

Acrylatgummi (ACM) hat eine gute Beständigkeit gegenüber Mineralöl und Diesel, die Wärmebeständigkeit ist besser als NBR, aber die Widerstandsfähigkeit gegenüber Benzin und niedermolekularen aromatischen Kohlenwasserstoffen ist im Allgemeinen besser geeignet für Diesel- und Automatikgetriebeölumgebungen.

Epoxychlorpropan-Gummi (ECO / CO) hat eine gute Stabilität gegenüber Kraftstofföl und Benzindampf sowie eine gewisse Ozonbeständigkeit und wird häufig in Schläuchen und Dichtungen von Kraftstoffsystemen für Autos verwendet.

3. Synthetisches Ölsystem

PAO synthetisches Öl

Poly-α-olefin-synthetisches Öl hat eine niedrigere Polarität und ein ähnliches Auflösungsverhalten wie hochreines Mineralöl. NBR, HNBR und FKM können verwendet werden, und unter den allgemeinen Umständen kann NBR die Anforderungen der Verwendung erfüllen.

Ester-synthetisches Öl

Bisester, Polyester und andere Esteröle haben eine hohe Polarität und die Auflösungswirkung von Gummi wird deutlich verstärkt. NBR ist in diesem Öl schwer auflösend und kann Volumenänderungen von mehr als 30% aufweisen, daher wird die Verwendung nicht empfohlen. Zu den geeigneteren Materialien gehören FKM, teilweise Silikonkautschuk (VMQ) und Ethylen-Acrylat-Kautschuk (AEM).

Siliziumöl

Silikonöl verursacht bei den meisten organischen Gummi eine deutliche Auflösung. Die am besten kompatiblen Materialien sind Silikonkautschuk (VMQ) und auch Fluorkaukschuk (FKM), sofern dies praktisch geprüft wurde. In der Regel wird die Verwendung von NBR oder EPDM nicht empfohlen.

Bioöl und umweltfreundliches Ölsystem

Bioöle stammen hauptsächlich aus pflanzlichen Ölen oder deren modifizierten Produkten und enthalten eine große Anzahl polarer Gruppen in den Molekülen. NBR、 Bisphenolkummi (SBR) ist in solchen Ölen schlecht verträglich. Fluor-Gummi (FKM), Ethylen-Acrylat-Gummi (AEM) und teilweise thermoplastisches Polyurethan (TPU) sind die bessere Wahl. Besondere Aufmerksamkeit ist notwendig, dass Bioölsysteme häufig mit hohen Temperaturen und oxidativen Bedingungen begleitet werden, was die Alterungsbeständigkeit von Gummi höher anfordert.

V. Verarbeitungsöl und aromatische Kohlenwasserstofföle

In Szenarien, in denen Gummiteile miteinander in Kontakt stehen oder Geräte dichtet werden, müssen manchmal die Auswirkungen der Verarbeitungsölmigration berücksichtigt werden. Hocharomatische Kohlenwasserstofföle haben eine signifikante Inflationswirkung auf NBR, Naturkautschuk (NR) und andere; Fluor-Gummi (FKM), Polyethylensulfon-Chlor-Gummi (CSM) und Chlorpropan-Epoxid-Gummi (CO) sind gegenüber aromatischen Kohlenwasserstoffenölen relativ gut verträglich. Bei langfristigem Einweichen sollte ein System mit niedrigem Auflösungsgrad oder eine Verbesserung der Auflösungsbeständigkeit durch eine erhöhte Gummi-Vernetzungsdichte bevorzugt werden.

Zusammenfassung der Erfahrung bei der Projektauswahl

Bei der Auswahl sollten die Kriterien und die Zusammensetzung des spezifischen Öls klar sein, um nur allgemeine Bezeichnungen wie "Hydrauliköl" "Schmieröl" als Grundlage zu vermeiden.

Selbst bei derselben Art von Gummi können die Unterschiede in den Eigenschaften durch verschiedene Rezepturen wesentlich größer sein als die Unterschiede in der Materialart selbst.

Erhöhte Temperaturen können die Aufblähung und die Alterung des Öls auf Gummi erheblich verschärfen, und bei der Auswahl muss der Arbeitstemperaturbereich berücksichtigt werden.

Für kritische Dichtungskomponenten wird empfohlen, eine Einweichungsprüfung mit echtem Öl bei der tatsächlichen Betriebstemperatur durchzuführen, um zuverlässigere Leistungsdaten zu erhalten.