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基礎(chǔ)知識

橡膠圈材質(zhì)分析

時(shí)間:2016-04-23

橡膠密封制品的使用壽命主要取決于橡膠的抗老化性能。目前,國內(nèi)公共球墨鑄鐵管道接口密封制品大多數(shù)使用天然橡膠(NR)和丁苯橡膠(SBR)混合并用的普通橡膠制成,還有大量的再生橡膠制成的膠圈、法蘭墊、水表墊等密封制品充斥市場。

天然橡膠(NR)和丁苯橡膠(SBR)屬于通用類橡膠,分子結(jié)構(gòu)中含有大量的C=C不飽和雙鍵,主要的性能特征呈化學(xué)不穩(wěn)定性狀態(tài),易與空氣或其它介質(zhì)中的許多活性物質(zhì)(如臭氧、霉菌、金屬離子)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),造成橡膠分子鏈斷裂、交聯(lián)等老化,從而使橡膠失去彈性導(dǎo)致密封失效,所以使用天然橡膠(NR)和丁苯橡膠(SBR)制成的密封制品使用年限受到了限制,在正確安裝的前提下,使用年限也就在30年之內(nèi)。

再生橡膠是由各種廢舊橡膠經(jīng)脫硫加工而成,其分子量少并且分子鏈非常短,分子內(nèi)的結(jié)合力弱,制成的橡膠制品彈性差,抗撕裂差,耐老化性差,壓縮變形和應(yīng)力松弛大,物理性能低,用其制成的密封制品初裝打壓試驗(yàn)時(shí)可能不會(huì)漏水,但帶壓運(yùn)行一段時(shí)間后很快就會(huì)因老化變形失去彈性,使管線產(chǎn)生暗漏,導(dǎo)致球墨鑄鐵管網(wǎng)真實(shí)漏損率居高不下。而且由于再生膠來源雜(主要來自廢舊輪胎、膠鞋底),有害成分多,含有六價(jià)鉻、蒽、萘、菲、芘等致癌物,會(huì)嚴(yán)重影響龍頭水的水質(zhì)。

三元乙丙(EPDM)橡膠分子結(jié)構(gòu)主要以C–H鍵組成,由于其缺乏極性,不飽和度低,具有化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、耐化學(xué)產(chǎn)品性好等特性;對各種極性化學(xué)物質(zhì)如醇、酸(乙酸、鹽酸等)、強(qiáng)堿(氫氧化納)、氧化劑(雙氧水、次氯酸、過溴酸鈉)、洗滌劑、動(dòng)植物油、酮等均有較強(qiáng)的耐抗性。其抗老化(耐臭氧)性能不但優(yōu)于天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠等通用橡膠,還優(yōu)于耐老化性能比較好的丁基橡膠,更重要的是三元乙丙橡膠擁有優(yōu)異的抗壓變性能,在采用有機(jī)過氧化物硫化后,乙丙橡膠壓縮永久變形很小、應(yīng)力松弛特別緩慢,在截面壓縮率30%的情況下自然空氣老化23年,壓縮永久變形不到10%,而普通橡膠截面壓縮率為30%的情況下,自然老化幾年壓縮永久變形即超過10%。抗壓縮永久變形和應(yīng)力松弛性能是決定橡膠制品使用壽命的關(guān)鍵指標(biāo)。歐洲及一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)球墨鑄鐵管道中的橡膠密封制品已全部采用三元乙丙橡膠(EPDM)制成,三元乙丙橡膠制品正常使用壽命可達(dá)100年以上,能夠與管線使用壽命保持一致性,是目前最理想的球墨鑄鐵管道密封材料,所以供水管道系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先選用三元乙丙橡膠制成的密封制品。

污水的收集、輸送更應(yīng)該引起我們的重視。污水中含有一定量的生活和工業(yè)油脂或油污,采用丁腈橡膠作為污水管道接口密封圈的主體材料最合適。丁腈橡膠是由丁二烯(CH2=CH–CH=CH3)和丙烯腈(CH2=CH–CN)經(jīng)乳液共聚而制得的一種高分子彈性體,以優(yōu)異的耐油性著稱。丁腈橡膠因含有丙烯腈而具有極性,因此對非極性和弱極性油類和溶劑都具有優(yōu)異的抗耐性,在現(xiàn)有的橡膠中,其耐油性僅次于聚硫橡膠,聚丙烯酸脂橡膠和氟橡膠。通常情況下丁腈橡膠制品可-40℃~+120溫度范圍內(nèi)長期正常使用。


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