密封应用材料在化学中该怎么选择?

2018-07-27 22:10 厦门三江盛达

密封件与系统流体介质的化学兼容性对实现可靠、持久的密封至关重要。然而,材料的选择过程极具挑战性。

密封件中使用的聚合物与流体中的化学品之间出现的反应千差万别。例如,聚合物会遭受一些化学物质的“侵蚀”,从而导致化学键断开并降低聚合物的性能。了解化学品对密封件的影响并选择与所要密封的化学品相兼容的材料至关重要。

弹性体

弹性体可分为热塑性弹性体和热固性弹性体两种,而它们均具有弹性的特性。通常,它们富有弹性,非常适用于与流体接触的密封件中。但是,一些弹性体易于膨胀,另一些则易于收缩。

弹性体和化学物质之间的相互作用遵循类似溶解的规则。例如,大多数极性聚合物在极性溶剂中溶解并且很少会在非极性溶剂中溶解,反之亦然。

溶解度参数和测试可用来预测弹性体的膨胀程度。在某些应用中,弹性体有所膨胀可能成为优势。但是,这应与充分了解这一领域的供应商共同探讨。

 

弹性体化合物与介质之间的化学相互作用被称为化学侵蚀。许多化学物质会降解弹性体。严重程度取决于试剂和被侵蚀的弹性体的化学性质。

密封件中常用的弹性体类型及其化学相容性:

二元乙丙橡胶(EPM)/  三元乙丙橡胶(EPDM):非极性合成聚合物,二元乙丙橡胶(EPM)是由乙烯和丙烯的聚合而成;三元乙丙橡胶(EPDM)则是由乙烯、丙烯并引入第三单体非共轭二烯聚合而成。

 建议用于:

  • 热水和蒸汽

  • 制动液

  • 碱和酸

  • 酮类和醇类

  • 阳光和臭氧

 不建议用于:

  • 石油

  • 矿物油

  • 燃料

丁腈橡胶(NBR):NBR被认为是橡胶产业的主力军。丁腈橡胶中的丙烯腈含量(从18%到50%)决定了弹性体的耐流体性能。

 建议用于:

  • 脂肪族和芳香族烃

  • 汽油

  • 润滑脂

  • 液压油

 不建议用于:

  • 氯化碳氢化合物

  • 酮类和酯类

氢化丁腈橡胶(HNBR):将丙烯腈-丁二烯橡胶的部分或全部氢化制备而成,这一物质的通用名称为氢化丁腈橡胶(HNBR)。 HNBR和NBR之间的主要区别在于HNBR拥有更优异的耐热和耐化学侵蚀性。

 建议用于:

  • 热水和蒸汽

  • 油和燃料

 不建议用于:

  • 极性溶剂

  • 强酸

  • 氯化碳氢化合物

氟橡胶(FKM):氟橡胶(FKM)的耐化学性由氟含量(从65%至70%)以及所用单体类型决定。在聚合过程中基于不同的单体而形成五种不同种类的FKM材料。

 建议用于:

  • 脂肪族和芳香族烃

  • 汽油、汽油/酒精混合物

  • 氯化溶剂

 不建议用于:

  • 酮类

  • 强碱

  • 胺类

氟硅酮橡胶(FVMQ):氟硅酮橡胶(FVMQ)是一种改性硅橡胶,具有许多硅橡胶的特性,但拥有更优异的耐化学性。

 建议用于:

  • 稀释酸和碱

  • 石油

  • 烃类燃料

 不建议用于:

  • 醇类

  • 酮类

  • 胺类

全氟橡胶(FFKM):全氟弹性体(FFKMs)是弹性体中性能最高的材料。它们具有全氟化骨干以及耐化学性最广泛。由FFKM制成的密封件可用于化学加工和运输等极端的化学环境中。有些不耐蒸汽,而有些则具有较低的耐胺和耐碱性。

 建议用于:

  • 大部分化学品

 不建议用于:

  • 熔融碱金属

塑料

 

塑料也分为热塑性塑料和热固性塑料两种。通常,它们比弹性体更坚硬,但它们的性质从非常韧性到脆性各不相同,并且它们的耐化学性不尽相同。

下面是一些密封件中使用的塑料类型,对它们的化学相容性进行了描述。它们都与水和油具有良好的相容性。

聚四氟乙烯(PTFE):PTFE几乎可以抵抗所有化学介质。在极端条件下,PTFE只会被极少数侵蚀,包括熔融碱金属、高温高压下的气态氟,以及少量有机卤化物。此外,PTFE适用的温度范围广泛且较高的耐摩擦性,使其成为密封材料的首选。

因为PTFE没有弹性,所以这些类型的密封件通常与弹性体蓄能器或弹簧一起使用。

聚醚醚酮(PEEK):PEEK具有优异的耐高温性能和良好的耐化学性。 PEEK具有出色的耐高温蒸汽性能,是石油和天然气应用的绝佳选择。

超高分子量聚乙烯(UHMWPE):UHWPE极其坚韧,具有良好的耐摩擦和耐磨损性能。在水基液体和大多数油中性能优异,但可能会受到一些腐蚀性化学物质的影响。

结论

 

与经验丰富的密封件供应商紧密合作,可能是确保找到满足兼容性需求的聚合物的最佳途径。最理想的情况是,供应商具备在具体应用中使用特定聚合物的经验,这样他们便能够准确地辨别出这一聚合物在具体系统中的性能表现。

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