橡膠密封件

眾所周知，熱塑彈性體（thermoplastic elastomer）也叫熱塑性橡膠（TPR）。這種材料是一種兼具橡膠和熱塑料塑料的特性。在常溫下具有硫化橡膠的高彈性性質(zhì)，而在一定的高溫下，又可以像熱塑性樹脂一樣，進(jìn)行塑化成型的高分材料。它這“”特色，給高分子天地注入了新生力量，也有人說是繼天然橡膠，合成橡膠之后的所謂“第三代橡膠”。是介于橡膠與樹脂之間的新型高分子材料，它不僅可以取代部分橡膠，還能使塑料得到改性。它的家族很大，統(tǒng)稱TPE或TPR。熱塑彈性體聚合物鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由化學(xué)組成不同的樹脂段（硬段）和橡膠段（軟段）構(gòu)成。硬段的鏈段間作用力可以形成物理交聯(lián)，而軟段則是具有較大自由旋轉(zhuǎn)能力的高彈性鏈段；而軟硬段又以適當(dāng)?shù)拇涡蚺帕胁⒁赃m當(dāng)?shù)姆绞铰?lián)接起來。特別要說明，這硬段的物理聯(lián)是可逆的，即在一定溫度下，會(huì)失去約束大分份的能力，這時(shí)會(huì)呈現(xiàn)塑性。所以說，密封技術(shù)，應(yīng)走在其它工程的前列，為各個(gè)領(lǐng)域的安全性“保駕護(hù)航”。而當(dāng)其降至常溫時(shí)，這些的聯(lián)又恢復(fù)，而出現(xiàn)像硫化橡膠交聯(lián)點(diǎn)作用。這種特性使得TPE具有橡膠和塑料雙重性能，可以不用耗能大和復(fù)雜的硫化工藝，通過傳統(tǒng)的塑料加工設(shè)備，就可以生產(chǎn)出產(chǎn)品，它還可耐使塑料得到改性。

由于其低抗撕裂性、低耐磨性、高磨擦系數(shù)，氟硅橡膠僅建議用于靜態(tài)密封件。

全氟橡膠的高溫性優(yōu)于硅橡膠，有很好的耐化學(xué)性、耐大部分油及溶劑、耐候性及耐臭氧性；耐寒性的這個(gè)特性較為不顯著。

可抗熱至200  ℃；對(duì)于大部份油品及溶劑都具有抵抗的能力，尤其是所有的酸類、脂族烴、芳香烴及動(dòng)植物油?？箟嚎s變形性也很好；原材料密封圈價(jià)格較高、生產(chǎn)工藝難度較大；

全氟橡膠密封圈產(chǎn)品廣泛地運(yùn)用于高溫、抗臭氧和耐候性要求較高的密封設(shè)備場合及各種高真空密封制程。

隨著工業(yè)的發(fā)展，廣泛用于汽車，電子，航天，船舶等要求精度比較高，耐高溫，高耐磨，條件苛刻的工作環(huán)境下，產(chǎn)品使用較多。

隨著環(huán)保、汽車多樣化、橡膠可再生利用、材料耐熱性等要求的提高，進(jìn)一步降低成本已經(jīng)成為汽車用橡膠制品發(fā)展的主要方向。

密封制品占汽車用橡膠件重量的25%-28%(除輪胎)。近來具有耐臭氧、耐氣候老化性能的EPDM膠被廣泛應(yīng)用于汽車門窗密封條中，并逐步取代傳統(tǒng)的NR和CR膠。每輛車可使用10-15米長的各種密封條。為進(jìn)一步降低成本和外形美觀，國外廠商已用TPE材料來制造汽車門窗密封條。橡膠密封件是密封裝置中的一類通用基礎(chǔ)元件，在泄漏和密封這一對(duì)矛盾中扮演十分重要的角色，在人類征服自然的過程中解決泄漏和密封問題。通常在動(dòng)密封中，橡膠密封圈常見形式有旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈和往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封圈等。一直在推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，是防止和減少環(huán)境污染的重要途徑。

設(shè)計(jì)錯(cuò)誤通常是由於設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品認(rèn)識(shí)不足造成的。比如對(duì)密封件承受的壓力估計(jì)不足、對(duì)密封面上接觸應(yīng)力分布的認(rèn)識(shí)有誤、安放密封件的溝槽設(shè)計(jì)不合理等。

　　有限元分析(FEA)常常被用來輔助密封件的設(shè)計(jì)和失效分析。我們曾為某美國客戶做過一個(gè)密封件，該密封件以塑料為主體，局部包上橡膠?？蛻粼跈z測零件的過程中發(fā)現(xiàn)，塑料部分在測試時(shí)容易，從而得出結(jié)論是：塑料件在二次成型時(shí)(即將橡膠包覆在塑料件上)被損壞了。經(jīng)我們分析後發(fā)現(xiàn)，塑料件都是在一個(gè)地方的。傳統(tǒng)的密封圈結(jié)構(gòu)為一個(gè)徑向密封唇、外徑和座圈之間有一卡緊彈簧和固定的密封件。通過有限元分析，我們發(fā)現(xiàn)，塑料件的破損部位實(shí)際上是密封件受到應(yīng)力的地方，此處應(yīng)力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過塑料所能承受的。

　　如果在設(shè)計(jì)的時(shí)候客戶就用有限元方法分析過該產(chǎn)品，不但可以避免類似的錯(cuò)誤，還可以節(jié)省其時(shí)間和金錢。當(dāng)然，想要成功的分析預(yù)測橡膠密封件的性能，不但要有合適的有限元分析軟件，還要有豐富的材料經(jīng)驗(yàn)、建模經(jīng)驗(yàn)和長期的數(shù)據(jù)積累。