技术数据

O型圈的选择

选择 O 型圈时,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 型圈及橡胶材料(生胶/配合剂)

我们将解释生胶(聚合物)和配合剂(交联剂、填料等)的特性和作用。

橡胶材料(生胶及配合剂)

这是对构成 O 型圈和其他密封(填料/垫片)产品的橡胶材料(硫化橡胶 / O 型圈材料)的原材料(生胶和配合剂)的汇总。我们列出了密封产品中使用的主要原材料橡胶(聚合物),以及常见的配合剂、其类型和作用。请将此作为选择密封产品时的参考资料。

橡胶材料(硫化橡胶 / O 型圈材料)经常与生橡胶(聚合物/橡胶材料)混淆,后者对其性能影响最大。然而,原始状态的生橡胶几乎不具有橡胶材料中发现的弹性体的强度、弹性或弹性(原理)。将生橡胶(聚合物)与配合剂(填料、交联剂等)按最佳比例混合,形成复合橡胶(橡胶混合物) ,然后进一步硫化(交联)。当材料具有橡胶弹性时,即成为橡胶材料。由于混炼和硫化条件的差异,即混炼技术和成型技术的差异,即使是相同原料橡胶制成的橡胶材料在性能上也可能存在较大差异,因此O型圈等产品在进行选择时,您需要了解两者之间的差异。

生胶(聚合物)

用于 O 型圈等密封产品的典型原料橡胶(聚合物)如下。所有生橡胶的主链和侧链中都引入了硫化(交联反应)所需的反应点。另外,除氟橡胶(FKM、FEPM、FFKM等)和硅橡胶(VMQ等)外,大多数合成橡胶均以石油(石脑油)为主要原料制成。

ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397
R M Q O U
NBR HNBR CR FKM FFKM EPDM VMQ FFKO AU
SBR IIR NR,IR FEPM ACM CSM FVMQ ECO EU

ASTM:美国测试与材料协会

ASTM D 1418:橡胶和橡胶胶乳的标准实施规范 - 命名法

ISO:国际标准化组织

ISO 1629:橡胶和胶乳 - 命名法

JIS K 6397:生橡胶和乳胶的缩写

R组:主链带有不饱和碳键的橡胶

R组是与橡胶分类相关的缩写(ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)中以R结尾的生橡胶组。通常,缩写由英文表示的化学名称或化学结构的首字母组成,R是Rubber的首字母,这也表明它是指主链上具有不饱和碳键的橡胶。

原料橡胶——丁腈橡胶(NBR)
名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
丁腈橡胶 Nitrile Rubber 丁苯橡胶 Acrylo-Nitrile-Butadiene Rubber
缩写 NBR * 橡胶分类符号(ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)    R:主链具有不饱和碳键的橡胶

 石油基合成橡胶是应用最广泛的橡胶材料,用于O型圈等各种密封材料

 由于丙烯腈共聚物组合物中腈基(氰基)的极性而具有耐油性。它还具有优异的加工性能。但由于其成分中含有双键,因此耐热性、耐候性较差。

 Hiker和Buna N作为NBR的通用名称被广泛使用,源自NBR材料制造商(生胶供应商)的产品名称。

生胶-氢化丁腈橡胶(HNBR)
名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
氢化丁腈橡胶 Hydrogenated Acrylo-Nitrile-Butadiene Rubber 氢化丁腈橡胶 Hydrogenated NBR
缩写 HNBR * 橡胶分类符号(ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)    R:主链具有不饱和碳键的橡胶

 它是由NBR改性的石油基合成橡胶,用于O型圈和其他密封材料以及燃油软管等汽车零部件。

 通过在NBR的双键上添加氢,除了耐油性之外,耐热性、耐候性、机械性能也得到改善。

 Z-pole,广泛用作HNBR的通用名称,源自HNBR材料制造商(生胶供应商)的产品名称。全球唯一量产HNBR材料的厂家是Zeon公司,其产品名称相同。

生胶-氯丁橡胶(CR)
名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
氯丁橡胶 Chloroprene Rubber 聚氯丁二烯 Polychloroprene
缩写 CR * 橡胶分类符号(ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)    R:主链具有不饱和碳键的橡胶

 它是最早开发的石油基合成橡胶之一,用于O型圈等密封材料,以及带式输送机、建筑材料和电线包覆材料。

 主链上有双键,但由于取代基是卤素基团(Cl),因此具有耐油性和耐候性。然而,尽管它具有高粘合强度,但由于它是主链不饱和聚合物,因此耐热性较差。

 氯丁橡胶(Neoprene),广泛用作CR的通用名称,来源于CR材料制造商(生胶供应商)的产品名称。

原料橡胶-丁苯橡胶(SBR)
名称
中文 英文
丁苯橡胶 Styrene-Butadiene Rubber
缩写 SBR * 橡胶分类符号(ASTM D 1418/ISO 1629)    R:主链具有不饱和碳键的橡胶

 它是最早开发的石油基合成橡胶之一,用于O型圈等密封材料,以及带式输送机、建筑材料和电线包覆材料。

 主链上有双键,但由于取代基是卤素基团(Cl),因此具有耐油性和耐候性。然而,尽管它具有高粘合强度,但由于它是主链不饱和聚合物,因此耐热性较差。

 氯丁橡胶(Neoprene),广泛用作CR的通用名称,来源于CR材料制造商(生胶供应商)的产品名称。

生胶-丁基橡胶(IIR)
名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
丁基橡胶 Butyl Rubber 异丁烯-异戊二烯橡胶 Isobutene-Isoprene Rubber
缩写 IIR * 橡胶分类代码 (ASTM D 1418/ISO 1629)    R:主链具有不饱和碳键的橡胶

 合成橡胶广泛用于轮胎内衬或内胎、橡胶塞等(因为其具有优异的气体阻隔性能),也用作防振材料和电线包覆材料。

 由于不含二烯,因此饱和度高,具有优异的耐化学性和耐候性。然而,由于其作为非二烯橡胶的化学稳定性,加工性能较差。其耐油性和耐热性也较差。

 虽然有时也用于 O 形圈,但由于其特性,例如其回弹性是所有橡胶中最低的,因此不适合。

生胶——天然橡胶(NR)和异戊二烯橡胶(IR)
名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
天然橡胶 Natural Rubber 异戊二烯橡胶 Isoprene Rubber
缩写 NR/IR * 橡胶分类符号(ASTM D 1418/ISO 1629)    R:主链具有不饱和碳键的橡胶

 NR和IR具有相同的化学结构,但NR是生长植物中产生的天然橡胶,而IR是石油基合成橡胶,也称为人造天然橡胶。

 由于其高度规整的分子结构和结晶度,使其具有优异的强度和耐磨性。特别是,NR比IR具有更多的聚合成分并且具有更高的强度。

 由于其主链上有双键,因此耐热性和耐候性较差。另外,由于它不具有极性基团,因此耐油性较差。

 O型圈很少使用,通常使用NBR或CR。

M组:具有聚亚甲基型饱和主链的橡胶

M组是橡胶分类缩写(ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)中后缀为M的一组生橡胶。通常缩写由英文表示的化学名称或化学结构的首字母组成,M指具有聚亚甲基型饱和主链的橡胶。

生胶-氟橡胶(FKM)

二元FKM

三元FKM

名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
氟橡胶(二元/三元) Fluoro Rubber
(Bipolymer/Terpolymer)
偏二氟乙烯系氟橡胶(二元聚合物/三元聚合物) Copolymers of Vinylidene Fluoride
(Bipolymer/Terpolymer)
缩写 FKM (ASTM)、FPM (ISO/DIN)
* 橡胶分类代码 (ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)    M:具有聚亚甲基型饱和主链的橡胶

 氟橡胶是含有氟原子的橡胶的总称。因此,氟橡胶中也包括FFKM和FEPM,但一般指FKM(特别是二元FKM)。

 由于在工厂内聚合极其困难,FKM材料制造商(生胶供应商)只有少数,而且比石油基材料更昂贵。然而,它具有广泛的高性能,并且由于其共聚物成分中的氟键,它具有优异的耐热性、耐化学性和耐候性,以及优异的气体阻隔性能。

 Viton,广泛用作FKM的通用名称,源自FKM材料制造商(生胶供应商)的产品名称。

生胶-全氟弹性体(FFKM)

FFKM

FFKM

名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
全氟弹性体 Perfluoro Elastomer 全氟橡胶 Perfluoro Rubber
缩写 FFKM
* 橡胶分类符号 (ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)    M: 具有聚乙烯型饱和主链的橡胶

 近年来,合成橡胶已广泛应用于各个行业,但此前主要用于半导体相关行业。

 由于在工厂内聚合极其困难,因此只有少数FFKM 材料制造商(生胶供应商),而且其价格明显比其他合成橡胶贵。然而,它具有发出出色光泽的出色性能,并且由于其分子结构的主链完全由氟键组成,因此具有优异的耐热性和耐化学性。

 Kalrez®是与 FFKM 材料相关的名称之一。官方不供应生胶和复合胶。

生胶-乙丙橡胶(EPDM)

三元乙丙橡胶

名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
乙丙橡胶 Ethylene-Propylene Rubber 三元乙丙橡胶 Ethylene-Propylene-Diene Terpolymer
缩写 EPDM、EPT
* ゴムの分類記号(ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)    M:ポリメチレンタイプの飽和主鎖を持つゴム

 乙丙橡胶原指EPM,但更常见的是EPDM,它是由EPM与非共轭二烯作为交联单体共聚而成。

 它是一种大量生产的石油基合成橡胶,用于O型圈等密封材料,以及防振材料和电线涂层材料。

 由于它是主链上没有双键的主链饱和聚合物,因此具有优异的耐候性,在石油系合成橡胶中具有较高的耐热性和耐化学药品性。但由于不具有极性基团,耐油性较差。

生胶-四氟乙烯-丙烯氟橡胶(FEPM)

FEPM

名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
四氟乙烯丙烯氟橡胶 TetraFluoroEthylene-Propylene Rubber AFLAS AFLAS
缩写 FEPM
* 橡胶分类代码 (ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)    M:具有聚亚甲基型饱和主链的橡胶

 除了O型圈等密封材料外,它还用于新干线列车中使用的特殊电线涂层材料(因为它具有优异的电绝缘性和介电损耗角正切特性的平衡)。

 由于EPM的乙烯部分被氟化的结构,使其具有与FKM(二元/三元体系)不同的耐化学性,并且由于交联而丙烯主链。

 Aflas是广泛使用的FEPM通用名称,源自FEPM材料制造商(生胶供应商)的产品名称。全球唯一生产FEPM材料的厂家是AGC旭硝子株式会社,其产品名称相同。

生胶-丙烯酸酯橡胶(ACM)

ACM

名称
中文 英文
丙烯酸橡胶 Acrylic Rubber
缩写 ACM
* 橡胶分类代码 (ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)    M:具有聚亚甲基型饱和主链的橡胶

 它是一种石油基合成橡胶,广泛用于汽车工业中的密封材料和软管(因为它的耐热性仅次于FKM,耐油性仅次于NBR ,但比FKM便宜)

 通过组合丙烯酸酯(丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲氧基乙酯等),可以在调整耐寒性和耐油性的情况下进行聚合。此外,由于丙烯酸酯不能交联,我们将它们与氯基、环氧基或二烯基CSM共聚。

 有时将其用于 O 型圈,以向后兼容 FKM,但在性能方面并不适合。

原料橡胶——氯磺化聚乙烯(CSM)

CSM

名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
氯磺化聚乙烯 Chlorosulfonyl Polyethylene Hypalon Hypalon
缩写 CSM
* 橡胶分类代码 (ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)    M:具有聚亚甲基型饱和主链的橡胶

 合成橡胶用于电线覆盖层、软管、潜水衣、橡胶布等。但O型圈很少采用,通常采用FKM。

 一种通过向聚乙烯中添加氯基团以形成破坏结晶度的结构而表现出橡胶弹性的聚合物。由于其主链中没有双键,因此具有耐候性和耐热性。此外,由于它具有氯基团,因此具有优异的耐油性和耐化学性。

 Hypalon 是广为人知的 CSM 通用名称,源自杜邦产品名称“Hypalon™”。但目前尚未生产。

Q组:主链含硅、氧的橡胶

Q组是一组在橡胶分类缩写中以Q结尾的生橡胶(ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)。通常缩写由英文表示的化学名称或化学结构的首字母组成,Q表示主链中含有硅和氧的橡胶。

原料橡胶-硅橡胶(VMQ)

VMQ

名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
硅橡胶 Silicone Rubber 乙烯基甲基硅橡胶 VinylMethyl Silicone Rubber
缩写 VMQ、SI
* 橡胶分类符号(ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)    Q:主链中含有硅和氧的橡胶

 硅橡胶是主链含有硅氧烷键的橡胶的总称。因此,FVMQ和PVMQ也包含在硅橡胶中,但该术语一般指VMQ,其引入乙烯基作为MQ的交联点,其中所有取代基均为甲基。

 由于硅氧烷主链的键能高,因此具有耐热性和耐候性。另外,由于该主链分子间距离较大,因此具有优异的耐寒性,但机械性能和阻气性较差。

 有机硅(Silicone)是指含有硅的高分子化合物,与硅(Silicon)是指硅本身,两者是不同的,但由于通常不区分它们,因此广泛使用术语硅橡胶。

生胶-氟硅橡胶(FVMQ)

FVMQ

名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
氟硅橡胶 FluoroSilicone Rubber 氟丙基甲基乙烯基硅橡胶 FluoroPropylMetylVinyl Silicone Rubber
缩写 FVMQ
* 橡胶分类符号 (ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)    Q:主链中含有硅和氧的橡胶

 其中大部分是用于低温应用的合成橡胶,VMQ 中含有的一些烷基是氟化的。

 通过在硅氧烷骨架上的取代基中引入三氟丙基,具有FKM所不具备的极其优异的耐寒性和VMQ所不具备的耐油性。然而,由于基本结构为VMQ,因此机械特性等较差。

 有机硅(Silicone)是指含有硅的高分子化合物,与硅(Silicon)是指硅本身,两者是不同的,但由于通常不区分它们,因此广泛使用术语硅橡胶。

O组:主链含有碳和氧的橡胶

O组是一组在橡胶分类缩写中以O结尾的生橡胶(ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)。通常缩写由英文表示的化学名称或化学结构的首字母组成,O表示主链中含有碳和氧的橡胶。

原料橡胶——全氟聚醚弹性体(FFKO)

FFKO

名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
全氟聚醚橡胶 Perfluoropolyether Rubber SIFEL SIFEL
缩写 FFKO
* 橡胶分类符号(ASTM D 1418/ISO1629/JIS K 6397)    O:主链中含有碳和氧的橡胶

 由于它比其他合成橡胶更昂贵,因此通常有限地用于既需要耐化学性又需要耐低温的领域。例如,粘合剂和涂料用产品用于交通设备的进气和排气设备、电子设备的印刷电路板、化学反应设备等。或者,液体注射成型产品可用作运输设备燃料系统、半导体制造设备、石油钻探设备等中的填料和垫片

 聚醚的主链骨架上所有氢部分都被氟化,并通过硅交联,使其兼具优异的耐化学性和出色的低温性能。

 FFKO的俗称Seifer,来源于FFKO材料制造商(生胶供应商)的产品名称。全球唯一生产FFKO材料的厂家是信越化学株式会社,其产品名称相同。

生胶-环氧氯丙烷橡胶(ECO)

ECO

名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
环氧氯丙烷橡胶 Epichlorohydrin Rubber 环氧乙烷-环氧氯丙烷二元共聚物 Ethylene Oxide-Epichlorohydrin Copolymer
缩写 ECO
* 橡胶分类符号(ASTM D 1418/ISO1629/JIS K 6397)    O:主链中含有碳和氧的橡胶

 环氧氯丙烷橡胶一般不仅有ECO,还有CO(环氧氯丙烷均聚物)、GCO(环氧氯丙烷-烯丙基缩水甘油醚二元共聚物)、EGCO(环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物)等聚醚橡胶的总称。成分为环氧氯丙烷。

 ECO通过对环氧氯丙烷中没有侧链的环氧乙烷进行开环聚合,与CO相比,在不显着降低耐油性的情况下,改善了低温性能和橡胶弹性。

 除用作运输设备中的填料和垫片外,还广泛用作皮带、衬胶、滚筒和线材涂层。

U组:主链含碳、氧、氮的橡胶

U组是一组在橡胶分类缩写中以U结尾的生橡胶(ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)。通常缩写由英文表示的化学名称或化学结构的首字母组成,U表示主链上含有碳、氧、氮的橡胶。

生胶-聚氨酯橡胶(AU)

FFKO

名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
聚氨酯橡胶 Urethane Rubber 聚酯聚氨酯 Polyester Urethane
缩写 AU、U
* 橡胶分类符号 (ASTM D 1418/ISO 1629)    U:主链中含有碳、氧和氮的橡胶

 一种石油基合成橡胶,用于 O 形圈等密封产品以及绝缘体和缓冲垫等汽车零部件。

 具有优良的机械性能和较高的耐磨性和耐压性,但耐热性和耐水解性(耐水性)较差与EU相比,耐油性优越,但耐寒性和耐水解性较差。

 通过将三种原材料组合成长链键,可以实现多种性能,因此有三种类型:注射成型的液体型、加压硫化成型的混炼型和热塑型。注塑成型。

生胶-聚氨酯橡胶(EU)

ECO

名称 其他名称
中文 英文 中文 英文
聚氨酯橡胶 Urethane Rubber 聚醚型聚氨酯 Polyether Urethane
缩写 EU、U
* 橡胶分类符号 (ASTM D 1418/ISO 1629)    U:主链中含有碳、氧和氮的橡胶

 石油基合成橡胶常用于薄膜、卷材、电缆、鞋底等,但很少用于O型圈。

 具有优良的机械性能、耐磨性和耐压性,但耐热性和耐水解性(耐水性)较差与AU相比,耐寒性、耐水解性优异,但耐油性较差。

 通过将三种原料组合成长链键,可以实现多种性能,因此有三种类型:注射成型用液体型、加压硫化成型用混炼型、注射成型用热塑性型。

U组:主链含碳、氧、氮的橡胶

U组是一组在橡胶分类缩写中以U结尾的生橡胶(ASTM D 1418/ISO 1629/JIS K 6397)。通常缩写由英文表示的化学名称或化学结构的首字母组成,U表示主链上含有碳、氧、氮的橡胶。

配合剂

O型圈等橡胶制品中使用的典型配合剂如下表所示。正如开头提到的,橡胶材料(硫化橡胶/O型圈材料)是通过将配合剂混炼到生橡胶(聚合物)中形成复合橡胶(化合物)我们将列出各种配合剂的类型和作用,其中包括填料,其添加的目的是为了改善物理性能、加工性能、价格优势等。

配合剂 主要功效 具体范例
填料(增强) 提高强度和硬度 炭黑、二氧化硅(二氧化硅)
填料(非增强) 体积增大,作业性提高 粘土、滑石粉、碳酸钙
增塑剂(软化剂) 软化、改善加工性 石蜡、油、液体橡胶
交联剂(硫化剂) 生胶中的键合反应点 硫磺、有机过氧化物
硫化促进剂 早期交联效果 有机硫化促进剂
交联助剂 硫化促进剂 氧化锌、硬脂酸、异氰酸三烯丙酯
抗衰老剂 防止生胶氧化(交联保护) 胺类化合物、酚类化合物
加工助剂 提高脱模性和加工性(流动性等) 蜡、脂肪酸
酸受体 硫化稳定性(吸收硫化过程中产生的氧化物) 氧化铅、氧化镁、氧化锌
颜料 染色 氧化钛、氧化铁、酞菁化合物