Жаңалықтар

Термопластикалық эластомерлер мен дәстүрлі резеңке арасындағы материал таңдауы техникалық деректер парағындағы қаттылық мәнінен емес, пайдалану жағдайынан басталады. Екі материал тобы да иілгіш тығыздағыштарды, тұтқаларды, сильфондарды, втулкаларды, диафрагмаларды, үстінен қалыпталған компоненттерді және дірілді бақылау бөлшектерін шығара алады. Олардың ұқсас сыртқы көрінісі көбіне молекулалық құрылымдағы, өндіру процесіндегі, ұзақ мерзімді деформациядағы және химикаттар мен жылуға реакциясындағы елеулі айырмашылықтарды жасырады.

Резеңке әдетте вулканизация кезінде химиялық көлденең байланыстырылатын эластомерлерді білдіреді. Қатайтылғаннан кейін полимерлік тор қайтадан балқып, аға алмайды. Көбіне TPE деп аталатын термопластикалық эластомерлер резеңкеге ұқсас жұмсақ фазаны қыздырғанда жұмсаратын және салқындағанда қатаятын термопластикалық домендермен біріктіреді. Бұл қайтымды ағу қасиеті TPE қоспаларына мүлде басқа өндірістік және қызмет мерзімі аяқталғаннан кейінгі сипаттама береді. Сондай-ақ ол бөлшек ұзақ уақыт жылу, агрессивті сұйықтықтар немесе жоғары механикалық жүктемелер әсеріне ұшырағанда маңызды болатын шектеулерді белгілейді.

Өңдеу жобалау еркіндігін өзгертеді

Дәстүрлі резеңке әдетте араластырылып, пішінделіп, бөлек циклде вулканизацияланады. Компрессиялық қалыптау, трансферлік қалыптау және резеңкені бүрку арқылы қалыптау қоспаның тұтқырлығын, қалып температурасын, вулканизация уақытын, желдетуді және қажет болған жағдайда кейінгі вулканизацияны бақылауды талап етеді. Көлденең байланыстар түзілуі үшін компонент қалыпта жеткілікті ұзақ қалуы керек. Одан кейін қылауды кетіру, жиектерін кесу және қайталама құрастыру жүргізілуі мүмкін.

Көптеген термопластикалық эластомерлер термопласттарға арналған жабдықтармен өңделеді: бүрку арқылы қалыптау, экструзия, үрлеп қалыптау және таңдалған маркалар үшін аддитивті өндіріс. Материал химиялық вулканизация арқылы емес, салқындау арқылы қатаятынынан, қолайлы геометрия жағдайында цикл уақыты қысқарақ болуы мүмкін. Құю арналарын және жарамсыз бөлшектерді кейде ұнтақтап, бақыланатын үлестерде қайта пайдалануға болады. Бұл тұжырымды ескертусіз жалпылауға болмайды: қайталанған жылулық тарих түсін, аққыштығын, механикалық қасиеттерін немесе беткі әрлеуін өзгерте алады, әсіресе толтырылған, жалынға төзімді, атмосфералық әсерге төзімді немесе қатаң спецификацияланған қоспаларда.

Үстінен қалыптау көбіне шешуші артықшылық болып табылады. TPE жұмсақ жанасу аймағын, тығыздау ернеуін, кернеуді түсіру элементін немесе кіріктірілген бекіту функциясын жасау үшін қатты термопластикалық негізге қалыпталуы мүмкін. Жабысу негіз бен TPE маркасы арасындағы химиялық үйлесімділікке, қалып температурасына, ылғалдылық күйіне, қақпа орналасуына және қалыптау кезеңдері арасындағы кідіріске тәуелді. Алғашқы үлгідегі қолмен тарту сынағының сәтті болуы жеткіліксіз. Бөлшектерді жылулық әсерден, сұйықтықпен жанасудан және циклдік деформациядан кейін бағалау керек, өйткені интерфейс бастапқы қалыптаудан көп уақыт өткен соң тұтастығын жоғалтуы мүмкін.

Резеңкені де металлға немесе пластмассаға жабыстыруға болады, бірақ әдетте ол жабыстырғыш агентті және кірістірмемен үйлесімді вулканизация процесін қажет етеді. Бұл процесті бақылауды арттырады, алайда компонентке қатайтылған эластомердің температуралық төзімділігі немесе сұйықтықтарға төзімділігі қажет болған жерде тиімдірек болуы мүмкін.

Ұқсас қаттылық ұқсас өнімділікті білдірмейді

Шор қаттылығы кіріс бақылауы және жалпы салыстыру үшін пайдалы, алайда ол жеке өзі тығыздау күшін, қалдық сығылу деформациясын, тозуға төзімділікті, серпімділікті немесе созылу кезіндегі мінез-құлықты болжай алмайды. Номиналды қаттылығы бірдей екі материал аз деформация кезіндегі модулі, кернеу релаксациясының жылдамдығы және төмен температурадағы реакциясы бойынша айтарлықтай ерекшеленуі мүмкін. Құрастыру кезінде қолайлы болып сезілетін жұмсақ материал пайдалану кезінде ағып кетуге жол беретіндей жүктемесін жоғалтуы мүмкін. Керісінше, қаттырақ материал қалдық сығылу деформациясы бойынша мақсатты көрсеткіштерге сәйкес келіп, тым жоғары енгізу күшін тудыруы немесе жанасатын бетті зақымдауы мүмкін.

Динамикалық жүктеме статикалық тығыздаудан өзгеше қарастыруды қажет етеді. Қайталанатын иілу гистерезис арқылы ішкі жылу тудырады. Жоғары демпфирлеу оқшаулағышта қажет болуы мүмкін, бірақ тез иілетін қаптамада немесе ролик жабындысында қажетсіз, өйткені пайда болған жылу шаршауды жеделдетеді. Сынақ жағдайлары деформация амплитудасын, жиілікті, алдын ала жүктемені, температураны және бөлшек геометриясын көрсетуі тиіс. Қарапайым созылу сынағы ойықта, тігіс сызығында, қақпа ауысымында немесе қысылған жиекте жарықшақтың басталуын қайталамайды.

Сыртқы ортада қолданылатын компоненттер үшін ультракүлгін сәулелену, озон, ылғал, жылулық циклдеу және беткі ластануды бір ғана атмосфералық төзімділік талабына біріктірмей, бөлек қарастыру қажет. Кейбір резеңкелердің озонға төзімділігі жоғары; басқа резеңке түрлеріне қорғаныш қоспалар қажет. TPE-нің атмосфералық әсерге төзімділігі де топтар арасында айтарлықтай өзгереді. Қою пигмент беттік өзгерісті жасыра алады, бірақ созылғыштықтың жоғалуын тоқтатпайды, ал сырттай таза көрінетін үлгі жүк көтеретін функцияға жарамсыз болуы мүмкін.

Температура мен химиялық әсер шекараны айқындайды

TPE таңдауы жалпы атаудан емес, нақты топтан басталуы тиіс. Термопластикалық вулканизаттар, стиролды блок-сополимерлер, термопластикалық полиуретандар, сополиэфирлер және полиамид негізіндегі эластомерлер иілгіштік, майға төзімділік, тозу қасиеттері және жылуға төзімділік бойынша әртүрлі тепе-теңдікке ие. Сызбадағы “TPE” белгісі маңызды бөлшек үшін тым көп мәселені ашық қалдырады.

Резеңке де полимер тобы бойынша шешімді қажет етеді. Табиғи резеңке, нитрилді резеңке, EPDM, силиконды резеңке, фторланған эластомерлер, хлоропренді резеңке және басқалары майларға, суға, тотықтырғыштарға, отындарға, қышқылдарға, негіздерге немесе температураға бірдей әрекет етпейді. Химиялық атаудың өзі де жеткіліксіз. Концентрация, қоспалар, жұмыс температурасы, әсер ету ұзақтығы, қысым және ортаның статикалық не ағынды болуы ісінуді, экстракцияны, морттануды немесе адгезияның жоғалуын өзгерте алады.

Сумен жұмыс істейтін компоненттер бұл айырмашылықтың маңызын көрсетеді. Таза қоршаған орта температурасындағы суға ұшырайтын тығыздағыштың міндеті шламды сусыздандыруда, химикаттарды мөлшерлеуде немесе тұздар, органикалық заттар, тазалау агенттері және қалқымалы қатты заттары бар ағынды су құбырында орнатылған тығыздағыштан өзгеше. Бір жерде қатты бөлшектерден болатын тозу басым болуы мүмкін, ал басқа жерде гидролиз, ісіну немесе жылулық циклдеу басым болады. Полиакриламид (PAM флокулянты) CAS 9003-05-8 сияқты флокулянттар мөлшерленетін тазарту жүйелерінде үйлесімділікті тексеру құрғақ химикат атауы эластомердің жарамдылығын айқындайды деп ұйғармай, дайындалған ерітіндіні, сұйылту суын, тазалау химикаттарын және сорғының немесе клапанның жұмыс циклін қамтуы тиіс.

Жарияланған төзімділік кестелері соңғы біліктілік растауы емес, пайдалы іріктеу құралдары болып табылады. Олар көбіне көрсетілген температурада қарапайым үлгіні сұйықтыққа батыруды сипаттайды. Нақты бөлшек сығылған, созылған, мерзімді әсерге ұшыраған немесе қысым айырмаларына тап болған болуы мүмкін. Сұйықтықты сіңіру қаттылықты азайтуы мүмкін, ал шектелген тығыздағыш өлшемдік тұрғыдан тұрақты көрінеді; кепкеннен кейін ол жиырылуы немесе жарылуы мүмкін. Ағып кету, ластану немесе жоспарланбаған тоқтап қалу ауыр салдарға әкелетін жерде өкілдік бөлшектер ортада ескіру және функционалдық сынақтан өтуі тиіс.

Тығыздау геометриясы кез келген материалды қолдауы мүмкін

Статикалық тығыздағыш немесе O-сақина үшін созылу беріктігінен гөрі қалдық сығылу деформациясы мен кернеу релаксациясы жиі маңыздырақ. Ойық конструкциясы өндірістік ауытқуды, корпус материалының жылулық кеңеюін, беттік әрлеуді, сығу шамасын және сығылып шығу саңылауын ескеруі тиіс. TPE төмен температуралы корпустық тығыздағышта жақсы жұмыс істеуі мүмкін, бірақ жылулық циклдеу кезінде пластик корпус металл жанасушы бөлшектен басқаша кеңейсе, шекті жағдайға айналуы мүмкін. Сол геометрия температура кезіндегі сақталатын тығыздау күші жоғары болғандықтан, тиісті резеңке қоспасымен тиімді болып қала алады.

Бекітпелі тығыздағыштар, тұтқалар, тығындар, қорғаныш қақпақтар және кабель кіргізу бөлшектері үшін TPE қалыптауы компоненттер санын азайта алады. Дегенмен тірі топсалар мен кіріктірілген қабырғалар нақты деформация шектеріне сай жобалануы тиіс. Өткір ішкі бұрыштар деформацияны шоғырландырады және көлемдік материалдың созылғыштығы жоғары көрінсе де ағаруға, жыртылуға немесе мерзімінен бұрын шаршауға әкелуі мүмкін. Қақпаның орны маңызды, себебі дәнекерлеу сызықтары аршу немесе иілу жүктемесі кезінде әлсіз аймаққа айналуы мүмкін.

Кең таралған қате — қабырға қалыңдығы мен рұқсат етілген ауытқуларды қайта қарамай, резеңке конструкциясын тікелей TPE материалына көшіру. Резеңке қалыптауының ауытқулары вулканизациялық шөгуге, кейінгі вулканизация мінез-құлқына және әрлеу әдістеріне байланысты. TPE қалыптауы салқындау кезіндегі шөгуді, ағын бағытын, шөгу іздерінің қаупін және қисаюды тудырады. Жұқа тығыздау ернеулері басқа қақпа стратегиясын немесе қоспаның басқа аққыштық маркасын талап етуі мүмкін. Сызба ең қатаң ауытқуды әрбір сындарлы емес элементке қолданудың орнына, функционалдық өлшемдерді, өлшеу температурасын және базалау сызбасын көрсетуі тиіс.

Стандарттар және спецификация тәртібі

Материалды атау сыртқы түріне қарап алмастыруға жол бермеу үшін жеткілікті егжей-тегжейлі болуы керек. Пайдалы спецификация полимер тобын немесе қоспа белгіленімін, қаттылық шкаласы мен мақсатты ауқымды, қажет болған жерде түсті, функционалдық маңызы болса тығыздықты және пайдалану қаупімен байланысты қасиеттерді анықтайды. Тығыздағыш үшін бұған белгіленген температура мен уақыттағы қалдық сығылу деформациясы, созылу қасиеттері, жыртылуға төзімділік, сұйықтық көлемінің өзгеруі, төмен температурадағы иілгіштік немесе ескіру сипаттамалары кіруі мүмкін. Тұтқа немесе үстінен қалыптау үшін адгезия беріктігі мен беттің төзімділігі қалдық сығылу деформациясынан маңыздырақ болуы мүмкін.

Сынақ әдістері қажет болған жағдайда кондициялау мен үлгі бағытын көрсетуі тиіс. Қалыпталған пластиналардан, экструдирленген жолақтардан және дайын бөлшектерден алынған нәтижелер автоматты түрде өзара алмастырылмайды. Қалыпталған TPE-лер ағыннан туындаған анизотропия көрсетуі мүмкін, ал резеңке қасиеттері вулканизация күйіне және үлгі қалыңдығына қарай өзгеруі мүмкін. Спецификация сынақ әдісіне сілтеме жасағанда, ол қабылдау шектерін, сынама алу негізін және қоспа рецептурасын, пигментті, технологиялық қоспаны немесе өндіріс орнын өзгерту қайта біліктілікті растауды қажет ететінін де көрсетуі тиіс.

Нормативтік шолу болжанған жанасу сценарийімен байланыстырылуы тиіс. Азық-түлік, ауызсу, медициналық, электрлік, автомобиль және қауіпті аймақтардағы қолданбалардың әрқайсысы әртүрлі құжаттама талаптарын тудырады. Материалдың “сәйкес келетіні” туралы жалпы мәлімдеме марканы, аймақты, мақсатты қолдануды және қолданылатын декларацияны анықтамайынша жеткіліксіз. Дәл осы қағида шектелген заттар мен экстракцияланатын компоненттерге де қолданылады: негізгі полимердің сәйкестігі толық рецептураланған қоспаны сипаттамайды.

Құнды бөлшек деңгейінде өлшеу керек

Шикізат бағасы шешімнің бір ғана бөлігі. Жылдам циклдер, көп материалды қалыптау, жиектерді кесу еңбегінің азаюы және жеңілдетілген құрастыру қоспа құнынан басым болғанда, TPE бөлшектің жалпы құнын төмендете алады. Дәстүрлі резеңке бөлшек жылу, қалдық сығылу деформациясының жоғалуы немесе химиялық шабуылдан туындайтын далалық ақауларды болдырмаса, экономикалық тұрғыдан тиімдірек болуы мүмкін. Қалып түрі, күтілетін өндіріс көлемі, түс ауыстырулары, қалдықтарды өңдеу және валидация жүктемесі салыстыруға әсер етеді.

Жеткізудің үздіксіздігі қоспа анықтамасын бақылауға да байланысты. TPE маркасының атауы бірнеше қаттылықты, аққыштық маркаларын немесе нормативтік нұсқаларды қамтуы мүмкін. Резеңке қоспалары одан да көбірек рецептураға тәуелді, өйткені толтырғыштар, пластификаторлар, вулканизация жүйелері және қоспалар өнімділікті айтарлықтай өзгерте алады. Материал тобын қадағаланатын маркасыз және өзгерістерді бақылау талабынсыз бекіту байқалмайтын ауытқуға мүмкіндік қалдырады.

Соңғы таңдау ең қатаң біріктірілген жағдайдан туындауы тиіс: температура және орта, жүктеме, уақыт және геометрия. Термопластикалық эластомерлер технологиялық интеграция, жұмсақ жанасу функциясы, бақыланатын ішкі қалдықтарды қайта өңдеу және орташа пайдалану жағдайлары басым болған жерде жиі өте тиімді. Көлденең байланыстырылған резеңкені көптеген жоғары температуралы, химиялық тұрғыдан қатал немесе ұзақ мерзімді тығыздау міндеттерінде алмастыру қиын болып қала береді. Оларды бірін-бірі алмастыратын “жұмсақ материалдар” ретінде қарастыру — болдырмауға болатын қайта жобалаудың басталатын жері.