橡胶件的使用温度

fengyulou

石油行业提出橡胶件使用温度在-46℃～121℃，国标上介绍的橡胶使用温度范围均不在此范围内，请问哪里有研究能满足此使用环境的橡胶件，急。

[ 本帖最后由 wanglinyou 于 2008-12-9 18:29 编辑 ]

richardlian

有机硅橡胶类，可在可在-60~180℃下长期使用！

一杯清水

国标怎么会没有呢？丁苯橡胶－５０－１２０
1 R3 i3 i$ U! s: _硅胶－９３－２３０
氟胶－６０－２５０
三元乙丙胶－５４－１５０
这几种我们厂最长用了
% m: \5 J: T3 T2 ?并且还有很多呀！要求不是很高嘛，一般配方就ＯＫ了

hanjixian

石油行业大多要求橡胶件耐油，应当考虑耐油性好的橡胶，如：丁腈胶（5860，-55-130），氯丁橡胶也有满足要求的，氟硅橡胶性能肯定没问题，氟橡胶的耐低温性不太好（大多在-40度左右），但符合要求的氟胶应当也有。

zhangchuanfeng

序号        塑料名称        代号        流动性        屈服强度        拉伸强度        收缩率        吸水率        线膨胀系数        产品精度        原料价格        相对密度        弯曲强度        压缩强度        断裂伸长率        冲击强度        缺口冲击强度        洛氏硬度        热变形温度        摩擦系数        透光率        氧指数
% Z; r! l# W' q1        丙稀腈、丁二稀、苯乙烯        ABS        一般                35～62        0.3～0.8        0.2～0.45        8        3        9800        1.05        69        69        3～60                7        R65～115        86                        18
2        氨基树脂        AF                                                        3                                                                                               
3        氯化聚醚        CP                        49        0.5        0.01                4                1.4        65        69        60～130                1.6～2.2                99        0.38               
9 y5 p( R/ Q4 u* s1 ^* G" k5 ~4        环氧树脂        EP                                                        3                                                                                        0.9       
8 r- Y# Q. X3 f0 X9 x5        聚三氟氯乙烯        F3        较差                37                <0.01        5.8                        2.13        70        14        125                17        R115        198        0.3        0.8        >95
. t. r6 r1 t0 Y4 F6        聚四氟乙烯        F4        较差                27.6                <0.01        10.5                        2.18        21        13        233                2.7                288        0.13        0.96        >95
4 v  O6 r! ^% B" o7        聚四氟乙烯 增强        F4+20%GF                        17.5                <0.01        7.1        3                2.26        21        17        207                1.8                        0.3                -
1 e4 w0 S$ O' V9 K3 I2 {7 A8        聚全氟乙丙烯        F46        较差                32                <0.01        5.8                        2.11        55        12        190                37        R110        198                        >95
. p) I! \+ i. F. Z% J0 ]9        高密度聚乙烯 (孖力士)        HDPE        较好        22～30        27        2～5.0        <0.01        12.5        5        7150        0.95        11        10        〉500                40～70        R70        78                        20
10        高抗冲聚苯乙烯 (不脆胶)        HIPS                        20        0.2～0.6        0.2        3.4～21                7800        1.05                        3.5                                                       
11        硬质聚氯乙烯        HPVC        较差                45.7        0.6～1.0        0.07～0.4        5        4                1.5        100        20.5                        2.2～10.6        D75～D85                               
12        液晶聚合物　        LCP                                0.006                                                                                                315                       
13        低密度聚乙烯        LDPE        较好                7～15        1.5～5.0        <0.01        22        6        7200        0.92        34        28        〉650                80～90        R45        50                        20
14        改性聚苯醚        MPPO                                                                                                                                                       
15        聚酰胺6        PA6        较好                74        0.6～1.4        3        8.3        4        15000        1.14        120                70        33        8.3        M114        58        0.6               
4 p6 Z* a9 l5 K16        聚酰胺6 增强        PA6+30%GF                        110        0.3～0.7        1.1        2.2        3                1.37        210                3        76                        190                       
2 h5 G- o# Q! ~9 u  h& x% @8 P/ Y17        聚酰胺66        PA66        较好                80        0.8～1.5        3.4～3.6        7        4        16000        1.145        130                60        39        9.5        M118        60        0.5               
18        聚酰胺66 增强        PA66+30%GF                        189        0.2～0.8        0.5～1.3                3                1.38        262                3        102                        248                       
, _6 X3 v9 ~- t# G19        聚芳砜        PASF                        91        0.8        1.8        3.6                        1.37        121        126        13        243        8.7        M110        274                       
9 r7 ~6 \& L+ {9 i3 o/ ^# M) P20        聚对苯二甲酸丁二醇酯        PBT                        55        0.44        0.09        9.2                16000        1.31        85                200～300                4.3        M72        66                       
21        聚对苯二甲酸丁二醇酯 增强        PBT+30%GF                        137        0.2        0.07        2.7        3                1.53        196                4                7.8        R121        220                       
22        聚碳酸脂 (防弹胶)        PC                        61        0.5        0.15        7.2        3        19000        1.2        82        78        90                20        M80        133        0.37        0.93       
. Z5 [) t8 n( q3 f$ v$ q  D23        聚碳酸脂 增强        PC+30%GF        较差                132        0.2        0.1        2.7        3                1.45        170        125        <5                8        M90        146                       
25        聚醚醚酮        PEEK                        103                        10                        1.3                        11                1387                145                        35
' u" V& ^) A7 u# x/ A1 [' N26        聚醚酮        PEK                                                8.4                                                                                185                       
27        聚醚酮酮        PEKK                        102                                                1.3                        4                                                        40
28        聚醚砜        PES                        85        0.6        0.25        5.5                        1.14        89        110        80        296        12.1        M98        210                0.88       
" d4 q1 Y* u" V2 {29        聚对苯二甲酸乙二醇酯        PET                        78        1.8        0.26        10                        1.38        115                50                4                70                0.9       
, }9 h  ~7 ^! g+ }, U0 ^: Q* f30        (涤纶(的确凉))        PET+30%GF                        124        0.2～0.9        0.05        2.9        3                1.6        196                3                80        R120        215                       
31        酚醛塑料 (电木粉)        PF                                                        3                                                                                        0.85       
32        聚酰亚胺        PI                        100        0.75        0.3        3                        1.38        205        166                53        4                360        0.36               
9 x! O# z4 s. V) m( A' B$ z33        聚甲基丙烯酸酯 (亚加力)        PMMA        一般                55～77        0.2～0.8        0.34        7        3                1.19        110        130        2.5～6                21        M118        100                0.93        17.3
34        聚甲醛 共聚 (赛钢)        共聚POM        一般                62        1.5～3.5        0.21        8.5                14000        1.41        98        110                        65        M80        110        0.31               
35        聚甲醛 共聚 增强        共聚POM+25%GF                        130                        2.6        3                1.61        182                                86                163                       
; C# @/ ~7 @; q( ?  R36        聚甲醛 均聚        均聚POM        一般                70        1.5～3        0.25        7.5        5                1.43        90        127                        76        M94        124                       
' Z) P( l. N* Z  A( D# E+ `0 _/ l6 }37        聚丙烯 (百折胶)        PP        较好                29        1～2.5        0.01        8        5        7300        0.9        50        45        >200                0.5        R80～110        102        0.51                18
3 S  C; V( r# m& d/ V3 y38        聚丙烯 增强        PP+30%GF                                0.4～0.8        0.05        4                                                                                                       
8 k1 k9 x8 S! B: v39        聚苯醚        PPO        较差                76        0.7        0.03        4        3        32000        1.06        114                60        127.4                R119        173                0.39       
& l4 G) p5 S) G- |; Q& g: g) p40        聚苯硫醚 增强        PPS+40%GF                        137        <0.12        <0.05        3        3        87000        1.6        204                1.3                76        R132        260                        44
7 O" T+ e, q( {( y5 w41        聚苯乙烯 (硬胶)        PS        较好                50        0.4～0.7        0.05        8        3        7500        1.05        105        115        2                16        M65～90        85                0.9        20
: P' F* `6 s- T* ]. `42        聚砜        PSF        较差                75        0.6        0.22        5.7        3                1.24        128        98        50～100        310        14.2        M169        185                       
* B* S8 a1 F; O: h# Q; W% w43        聚氨酯        PU                                                                                                                                                       
44        软质聚氯乙烯        SPVC                        10.5～20.5        1.5～2.5        0.25        1        6        6500        1.4                8.8                                                        0.86       
45        超高分子量聚乙烯        UHMWPE                        30～50        2～3        <0.01        12.5                        0.94        11        10        〉500                >100        R38        95        0.19                20

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橡胶材料的选用
$ n3 v* M$ F! s8 _: z# P; T( y
0 Y8 m! o- b" ]4 u
任何事物都有正反两个方面，前面讲过、橡胶具有许多优异的特性，但也存在有一些不足。作为工程材料，其主要缺点是强度和弹性模量比金属要低很多、使用温度低、而且容易老化，同时不同品种的橡胶在性能上也是千差万别；所以在选用、设计制造橡胶零件时，和其他工程材料一样，要充分注意到如何合理选材问题。
6 c' s9 y; a$ q. B7.1 一般原则
首先要考虑的是零件的使用环境和工作条件，满足其使用性能的要求，这是材料选用最基本的原则；
4 Z) }7 i, u+ A7 m$ ~8 p: H其次材料的加工工艺性能，适合批量生产，保证成品性能、尺寸一致性；
成本，有机化合物由于原料来源和成分的区别，价格也是差异很大的；
可靠性，工程材料由于其使用环境差别，尤其橡胶的使用条件和其本身的原因，通常要比其它零部件更容易失效。
A 力学性能 一般来说，工程上采用的各种橡胶零件，都是利用其弹性，使之起到减振、缓冲或密封作用。改善高速运转机器设备的动力性能、提高运行平稳性和密封质量、保护零件不至于因为振动.冲击而损坏变形或产生泄漏现象，从而提高机器设备的使用寿命。所以要求使用的橡胶材料应具有一定的机械强度、良好的弹性、比较高的耐疲劳可靠性、而且在长时间使用情况下不改变起应有的性质。对比其它工程材料，从强度方面来说，即使是以碳黑增强的硫化橡胶，其机械强度也是不高的。以强度最好的天然橡胶，抗张强度（扯断强度）只有24~34N/mm2，强度最差的硅橡胶强度仅3.9~9.8N/mm2，与一般金属材料相比，要差一个（甚至两个）数量级。由于橡胶材料强度不高，尤其是表面具有裂纹时，拉伸更容易使材料破坏，因此在选用中除应按橡胶零件要求的承载能力选择适当的橡胶品种外，在设计中还应尽可能注意使橡胶件处于受压状态，而不是受剪或拉伸状态。同时不要使橡胶零件承受的压力过高，以免零件过早的出现破坏。为了防止应力集中现象，橡胶零件的表面一定要平滑，拐弯处一定要有较大的原角过渡。
$ t; l# b; o3 W$ [. Z$ pB 工作温度  橡胶材料又一比较大的缺点是使用温度低，一般硫化橡胶允许长期使用工作温度在100℃左右，最高的硅橡胶、氟橡胶也只在200~300℃之间。而橡胶的力学性能有随温度升高而变化，尤其是强度随温度升高而有所下降。橡胶的弹性也与温度变化有关。拉伸时，温度升高，橡胶永久伸长率得到增大，但弹性却下降。（需要说明的是，硅橡胶耐温本领好，即使在200~300℃时还能保持其良好的弹性。）一般来说，橡胶短时间的加热，冷却后还能保持其原来的力学性能，但在长时间高温下，内部发生了使橡胶分子结构变化的化学反应，加速了橡胶的热老化。从其自身来说，这个老化反应是不可逆的，从而影响了材料的性能，使之不能恢复，导致橡胶零件的破坏。为了提高橡胶零件的使用寿命，在选用中要根据零件的使用环境和工作温度，选择耐热性能相适应的胶种，同时在设计中注意改善零件的受摩擦状态和散热条件，不要使橡胶零件产生过多的热量并形成积聚。
* L* \) ~, `* F* x. d$ z橡胶是一种多组分的有机物质，要使橡胶具有较高的耐热性能，可以通过改变胶料的成分（如采用新型的硫化体系和加入耐热性较好的填充剂）和加工方法等辅助措施来达到。对于低温条件下工作的橡胶零件，如在寒冷地区行驶的车辆上，某些暴露在车体外的零部件，则应选用合适的耐低温的耐寒橡胶。因为橡胶只能在某一范围的温度条件下才具有弹性，当环境温度低到橡胶的脆化温度时，橡胶就会变成脆而易碎的玻璃状物质，完全失去其使用价值。要获得性能优良的耐寒橡胶，最基本的是选择耐寒的生胶（如硅橡胶可在-70℃—— -120℃范围内使用）；此外，通过生胶的接枝镶嵌，降低结晶倾向，或者改变橡胶的配方，加入耐低温的增塑剂，也能在一定范围内改善橡胶的耐寒性能。
C 介质影响  橡胶是链状的有机物质，橡胶零件在使用过程重要经常的接触到各种有腐蚀性的介质，如油类、溶剂、酸、碱、氧气、臭氧等等。不同品种的橡胶，由于其组分不同，它们抵抗各种介质侵蚀的能力也不仅相同。设计时必须结合橡胶零件的使用环境及所接触的介质类型选择适宜的材料，才能保证橡胶制品在长期使用过程中不致因介质腐蚀而降低或失去应有的物理机械性能。
7 X! X3 _9 L, \, w4 x; \D 老化  同其它高分子有机材料一样，老化是橡胶制品使用过程中一个突出的问题，它直接影响到橡胶零部件甚至整台机器设备的使用寿命。在制造、使用橡胶零部件，选用胶料时是一个必须充分考虑的重要因素。除了材质本身外，影响橡胶老化的因素主要是氧、臭氧、热、光、金属盐和机械疲劳。它们促使橡胶的大分子裂解，破坏橡胶分子的正常结构，从而使橡胶件出现变色、发粘、发脆、变硬以及龟裂等等。防止橡胶老化的措施很多（如在胶料中加入防老化剂、零件表面涂以涂料、正确掌握硫化工艺、成品避免受压、避光防晒）。在设计中选用耐老化性能好的胶料（硅橡胶、氟橡胶最耐老化、其次乙丙橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶等）

5 p5 N) E) J8 e4 z4 V7.2 典型橡胶零件的选材及运用实例
, u( k. g1 J, }5 }3 w. Z7.2.1 橡胶密封件  
$ ?7 t/ N* A; d4 W0 E! e- s2 YA.密封件种类 橡胶密封件五花八门、种类繁多，使用较多的有：油封、O型圈、各种断面的密封圈、隔膜、平面垫、密封胶条等。根据使用条件又可以分为静态、动态和真空三种。其作用主要是：一方面封闭传动件或静止件的缝隙，防止液态或气态流体从机械、设备中泄漏出去，以免导致机械动力不稳、效率下降，从而影响产品质量和污染环境；另一方面是隔离，使非正常物质（灰尘、水气、污物）不要进入到工作场所。
( F3 f9 _' X0 }5 M- o# Q; ]B.材料的选择 密封件大部分是在复杂的使用环境（温度变化、接触介质）和苛刻的使用条件（压力、摩擦）下工作，因此在设计和使用时要充分考虑到几个基本要求：
2 B& X4 l5 w" x' N/ Q; g' Ea.弹性好，特别是复原性好，塑性变形小；
0 T" `2 ~: _& K8 A3 yb.使用温度范围宽，即具有良好的耐高、低温性（一般要求-70——200℃）；
0 a8 D# Q& F# G- Xc.能耐各种介质的腐蚀（Ex酸、碱、油类）；
6 Z9 t. @2 e: q$ M7 {d.具有适当的机械性能（Ex扯断强度、硬度）；
e.良好的耐撕裂性、耐磨性、耐压性；
f.便于加工成型，且能得到比较高的精度。
; U; L6 H! r  ]- b1 I2 v* }C.常用密封件材料  现在用作密封件的橡胶材料有多种，究竟采用什么材料，可以根据使用要求选择：
+ z( N4 \) H, F% Va.丁腈橡胶：具有良好的耐油、耐芳香溶剂等特点，因此耐油橡胶密封垫以丁腈橡胶为主，其耐热性能一般在100——120℃范围。也是机械零件使用最多的胶种。
b.氯丁橡胶：具有良好的耐油、耐溶剂及耐酸碱等性能，也有较好耐齿轮润滑油、变压器油性能，耐侯性、耐氧及抗臭氧，较好的气密性。但不宜与高芳香族油接触。常作为门窗胶条、膜片及一般真空密封制品。
c.天然橡胶：独特的耐寒性、较高的回弹性和耐磨性。在植物油及醇类中较为稳定，但不耐矿物油。车辆制动皮碗、皮圈多用它。
d.氟橡胶：具有好的耐油性，高的耐热性能在200——250℃温度范围内使用。发动机气门密封圈、汽缸密封圈就用这种材料。
e.硅橡胶 很好的高低温性能在-70——260℃范围仍然能保持良好的性能，并且耐氧、耐臭氧、耐日光老化，但机械性能差、价格高。适宜作耐高温零件。
f.聚氨脂橡胶：具有良好的气密性和独特的耐磨性，强度高，耐油、耐氧、耐臭氧、耐日光老化，但不耐酸碱、水溶液、热水、蒸汽，耐温在-35——80℃间，适用于制作气动密封圈和O型圈。

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7.2.2 防震橡胶件
A.防震件种类
2 S  x7 g  n8 d& s2 R1 s防震橡胶件是指利用橡胶本身高弹性特点，吸收机械运转带来的运动，以防止振动、冲击的传递或气起缓冲作用为目的而采用的硫化橡胶制品。广义的来说，也可以把它称之为橡胶弹簧；它具有很好的稳定性和复原力（弹性作用）。它在各个工业领域都有广泛运用。其主要优点是
1 ^% }2 F$ W5 \2 P* Q9 W" Ma.隔离振动性能优越，橡胶的弹性模量比金属小很多；
8 [) n; R1 z) c8 y9 s: P6 o% kb.应力-应变间具有非线性的性质，橡胶是不可压缩物体，在应力与变形之间产生时间上的延迟；
  S* N: l2 H- h- v. F: }  u# Tc.橡胶的内摩擦比金属大千倍以上，利用橡胶分子之间以及橡胶分子与填充物之间相互作用产生的内摩擦可降低谐振时的振幅，并使由冲击产生的自由衰减振动尽快停止，即有效地起到减振作用；
+ D# e: }2 g# `; d* pd.容易与金属牢固的黏结在一起，可以使防震橡胶本身体积小、重量轻，而且支承方法简单；
e.安装后不需要加油、保养；
7 H  R" n5 o1 m- b3 a3 \! u$ ~, Cf.利用模具制造，可以批量化生产。
主要缺点：耐高低温性能差，易老化，无法维修、要整体更换。
B.防震材料的选择：
防震材料一般有下列5类，用于作防震材料时，它们的剪切弹性模量（静态）G=50~200 N/cm2。
# C: p& H5 h1 c" n  橡胶种类 代表胶型 使用条件
A 一般硫化橡胶 天然橡胶、丁笨橡胶、顺丁橡胶 主要耐疲劳和蠕变性能
! G: ~" S5 w9 B# B  ~/ M5 tB 耐油的硫化橡胶 丁腈橡胶 石油系列润滑油场所
C 耐气候性的硫化橡胶 氯丁橡胶 暴露在外的设备和器械
5 x! F) z" F6 R. g( R6 rD 高减振性能 丁基橡胶 缓冲和隔离冲击场所
E 要求耐热性能 乙丙橡胶 高温场所

7.2.3 轮胎
外胎（胎面胶）
拉伸性能
' R1 n# a* o9 ]# J2 b* v3 S  W硬度
耐磨性
粘合强度 布层间粘合强度
- L' K0 R+ Q2 k) d8 P2 ]. {
* L3 ^9 c: }& Z0 f, u内胎
) S$ w6 \& f0 v; W: \# n$ a9 O) p拉伸性能 胎身拉伸 结合面（接头）
热拉伸变形性
撕裂性能
硬度
. Y5 J( o6 ^7 c% p& d* ^/ J! X: U: m脆性温度
垫带
拉伸性能
硬度
7.3 按使用性能要求推荐选用的橡胶品种
天然橡胶 丁苯橡胶 异戊橡胶 顺丁橡胶 丁基橡胶 氯丁橡胶 丁腈橡胶 乙丙橡胶 聚氨脂橡胶 丙烯酸脂橡胶 氯醇橡胶 聚硫橡胶 硅橡胶 氟橡胶 氯磺化聚乙脂橡胶 氯化聚乙烯橡胶
高强度 A D B D C C D D A         C C   
耐  磨 C B C B D C C C A D     D C B C
防  振 A C B A   C   C B       C      
2 u& }5 |- x7 O+ T; U  t. x4 S气  密 C C C   A C C C C C C B D B C   
; r; a8 m/ g) _2 V" r耐  热   D   D C C C C   B C   A A C D
- c8 l7 x/ r% X8 B' M' F耐  寒 C D C B D D   C D       A   D   
耐  燃           B             D A C C
9 x! O7 A5 N2 j8 W+ _耐氧气         A B   A B A A A A A A A
2 z' h' L4 y! a& j电绝缘 A B     A D   A         A C D D
磁  性 A         A                     
8 A/ t/ Q3 ~1 d, z& @耐  水 A C A A C A A A D   A D C A C C
耐  油           D C   C B C A   A D D
耐酸碱         B C D B   D C D   A D C
耐真空         A   C             C     

! H7 s- G- P) p; t* @# S注：选用顺序为A→B→C→D；

chiwphil

石油行业耐温要求的胶种一般是HNBR。

rumei

我向采用ECO差不多,硅橡胶不耐油.

northsea

楼主最好最好说明用在什么地方的。只要求耐温和耐油用 NBR、HNBR。

如HNBR在石油钻井中用的很广泛，目前没有相同水平的替代产品。缺点市价格高。

438831398

感谢花好月圆，说的基本上全了。谢了