选择 O 型圈时,选择 O 型圈材料和尺寸的正确组合非常重要。请使用产品信息页面了解材料、尺寸类型、性能和标准值等详细信息。在此,我们将发布与O型圈选择相关的补充材料,例如材料和尺寸框架(原材料种类和标准)、质量等级以及橡胶材料的物理性能和特性。
O 型圈的耐候性由O型圈材料(硫化橡胶)的性能决定,并受主要原料橡胶(聚合物)的分子结构和配合物中所含的防老剂的影响代理人。耐候性差的橡胶材料如果放在室外环境中会硬化、变质。这种现象发生在旧橡皮筋断裂时,或者使用了很长时间的轮胎出现无数裂纹时,O型圈也会出现同样的情况,导致它们失去密封功能。
耐候性是指对室外环境的抵抗力,在室外环境中引起 O 型圈劣化的主要因素是大气中所含的臭氧(O 3)、水蒸气(湿度)和温度(热量)。由于这些因素在室内和室外都存在,因此 O 型圈的耐候性不仅在使用时必须考虑,而且在储存时也必须考虑。
O 型圈的臭氧劣化(臭氧裂纹)是由于氧(氧原子)在生橡胶的分子结构上发生的称为臭氧氧化(臭氧分解)的氧化反应而发生的。许多生橡胶,包括丁腈橡胶(NBR),其分子结构中含有双键。双键是生胶硫化过程中的重要组成部分,但其键能比普通键弱,更容易受到外界影响。另一方面,大气中的氧通常以O 2的形式稳定存在,但通过光等的催化而以O 3请注意,臭氧劣化是因储存方法不当引起的典型 O 型圈失效案例之一,并且是长期储存的 NBR 基 O 型圈材料中经常出现的现象。
NBR臭氧氧化示意图
因大气中存在的水蒸气(湿气)而引起的 O 型圈水解是聚氨酯橡胶 (U) 系 O 型圈材料的明显劣化现象,这种材料的耐水性较差。其机理如下图所示:大气水蒸气中的羟基( OH⁻ )作用于侧链上添加了O的C。结果,键合强度变弱的分子链自发断裂,变性为四个竞争H的单体。结果,四个单体保持完全独立,O 形环塌陷成粉末。
U水解示意图
O 型圈的热老化主要是由于自动氧化,即使在室温下也会缓慢进展。有关热老化的更多信息,请参阅 O 型圈的耐热性。另外,在实际使用范围内,通常不需要特别关心室温下的热老化。然而,在阳光直射导致温度升高或高温车内等环境条件下,情况并非如此,尤其是在使用耐热性低的材料时必须小心。
生胶(聚合物) | 耐候性 | 典型O 形圈材料 | |
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NBR(丁腈橡胶) | × | 由于主链中有带双键的丁二烯成分,更容易发生臭氧氧化。另外,如果丙烯腈成分增加,也会略有改善 | NBR-70-1 (1A) NBR-90 (1B) NBR-70-2 (2A) |
SBR(丁苯橡胶) | × | 由于其主链中含有带双键的丁二烯成分,因此很容易被臭氧氧化。另外,由于耐热性差,因此容易发生热老化。 | SBR |
U(聚氨酯橡胶) | × | 由于其耐水性较差,更容易被水蒸气(湿气)水解。 | U-70、U-90 |
IIR(丁基橡胶) | △ | 由于其主链中含有带双键的异戊二烯成分,因此很容易被臭氧氧化。然而,由于聚合物分子较大,因此成分比例会较小。 | IIR-70 |
HNBR(氢化丁腈橡胶) | ○ | 虽然主链中存在带双键的丁二烯成分,但通过氢化使双键数量减少,不易发生臭氧氧化。 | HNBR-70、HNBR-90 |
CR(氯丁橡胶) | ○ | 虽然其主链具有双键,但由于侧链氯基的影响,不易发生臭氧氧化。 | CR-70 |
EPDM(乙丙橡胶) | ◎ | 主链中不存在双键,仅存在于交联添加的二烯组分的侧链中,不易发生臭氧氧化。 | EPDM-70、EPDM-90 |
VMQ(硅橡胶) | ◎ | 硅氧烷主链无双键,键能高,具有极其优越的性能。 | VMQ-70 (4C)、VMQ-50 (SI50) |
FKM(氟橡胶) FFKM(全氟弹性体) |
◎ | 其优异之处在于不存在双键且氟键(C-F)的能量高。 | FKM-70 (4D)、 FKM-90、 Fluoro Power 系列、 Fluoro Up 系列 |
O 型圈材料的耐候性可以通过在胶料生产过程中添加配合剂(抗老化剂)来提高防老剂的种类很多,但大多数是为了防止臭氧氧化和自动氧化而设计的,根据生胶和交联剂的种类来使用。另外,VMQ(硅橡胶)、FKM(氟橡胶)、FFKM(全氟弹性体)等生橡胶不使用防老化剂。如上所述,这些生橡胶耐臭氧氧化并且具有优异的耐热性。
抗衰老剂根据其功效可分为三种类型,如下表所示。此外,臭氧劣化抑制剂在硫化成 O 型环等产品后,通过渗出到表面并形成保护膜而变得有效。这种保护膜称为喷霜,可有效保护橡胶材料,但根据类型的不同,它可能会使表面看起来像白色粉末。
如上所述,能够影响耐候性差的 O 型圈的外部因素是大气中含有的臭氧和水蒸气(湿度)以及温度(热)。可以有效抑制这些影响的具体储存方法如下。然而,这并不鼓励长期储存 O 型圈。我们建议您尽快使用 O 型圈,尤其是那些耐候性较差的 O 型圈。 <如何保存 O 形圈>
如果 O 型圈弯曲或拉伸存放,分子链将会拉伸,抗老化剂的效果就会降低。此外,通过将多种分子链暴露在表面,许多双键会与外界空气接触。臭氧氧化会更容易进行,因此请在不对 O 型圈施加压力的自然状态下保存。
如果 O 型圈在暴露于阳光或荧光灯的状态下保存,则周围区域可能因光作为催化剂而产生臭氧,存在臭氧氧化的危险。另外,当温度因光的影响而升高时,自动氧化变得更容易进行。存放在阴凉处,远离光源。
存放暴露的 O 型圈会增加臭氧氧化和水解的风险。请尽可能将产品存放在原包装中。
喷霜在 O 型圈表面形成一层保护膜,通过阻止与大气的接触来防止臭氧氧化。我们建议将其存放而不擦拭。
预先在 O 型圈上涂上使用过的润滑脂并存放起来,可减少 O 型圈与大气之间的接触,有助于防止臭氧氧化。然而,油脂也会渗透到橡胶内部,因此必须小心防止其软化。