Като незаменим уплътнителен материал в съвременната индустрия и строителство, работата на гумените уплътнителни ленти се определя до голяма степен от техния химичен състав. Основните функции на гумените уплътнителни ленти включват хидроизолация, прахоустойчивост, звукоизолация, потискане на вибрациите и защита от атмосферни влияния. Тези функции разчитат на синергичния ефект на каучуковата матрица и нейните добавки. Тази статия ще разгледа подробно основните химични компоненти на гумените уплътнителни ленти и тяхното въздействие върху свойствата на материала.
I. Каучукова матрица: Основният компонент на еластомерите
Основният компонент на гумените уплътнителни ленти е гумената матрица, обикновено изработена от естествен каучук (NR) или синтетичен каучук. Естественият каучук, получен от латекс от каучукови дървета, показва отлична еластичност и гъвкавост, но неговата устойчивост на стареене и химическа устойчивост са относително слаби. Следователно синтетичните каучуци са по-често срещани в много индустриални приложения. Те включват следното:
1. Нитрил-бутадиен каучук (NBR): Изработен от съполимер на бутадиен и акрилонитрил, той предлага отлична устойчивост на масла и разтворители и е подходящ за използване в силно омаслени среди, като автомобилни двигателни отделения и индустриално оборудване.
2. Етилен пропилей диен мономер (EPDM): Изработен от съполимер на етилен, пропилен и малко количество не-спрегнати диени, той предлага изключителна устойчивост на атмосферни влияния, устойчивост на озон и топлина, което го прави широко използван в изграждането на уплътнения за врати и прозорци и външно оборудване.
3.Силиконов каучук (VMQ): Със силициева-кислородна връзка като гръбнак, той предлага отлична устойчивост на висока-температура (до 200 градуса и повече) и устойчивост на ниска{4}}температура (до -60 градуса), което го прави подходящ за приложения за запечатване в среда с висока температура или екстремен климат.
4.Хлоропренов каучук (CR): С отлична устойчивост на масло, устойчивост на стареене и забавяне на горенето, той обикновено се използва в автомобилни уплътнителни ленти и индустриални защитни приложения.
Изборът на различни каучукови основи пряко влияе върху издръжливостта, еластичността и екологичната пригодност на уплътнителната лента, така че формулата трябва да бъде оптимизирана въз основа на конкретното приложение.
II. Система за вулканизация: Определя омрежващата структура на каучука
Физическите свойства на гумените уплътнителни ленти до голяма степен се определят от тяхната вулканизираща система, по-специално степента на омрежване между каучуковите молекулни вериги. Вулканизиращите агенти (като сяра и пероксиди) работят заедно с ускорители (като тиазоли и тиурами), за да образуват три-измерна мрежова структура между линейните молекули на каучука, като по този начин подобряват здравината, еластичността и устойчивостта на топлина на материала.
•Система за вулканизация със сяра: Традиционна и икономична, подходяща за повечето-каучуци с общо предназначение (като NR и SBR), но с относително ниска устойчивост на топлина.
• Пероксидна вулканизираща система: Подходяща за EPDM, силиконова гума и др., предлагаща по-висока устойчивост на топлина и устойчивост на стареене, но на по-висока цена.
• Вулканизираща система с метален оксид (като цинков оксид + стеаринова киселина): Обикновено се използва в хлоропренов каучук за подобряване на неговата устойчивост на озон и атмосферни влияния.
Контролът на степента на вулканизация пряко влияе върху твърдостта, устойчивостта и дългосрочната -стабилност на уплътнителната лента.
III. Пълнители и подсилващи материали: Подобряване на механичните свойства и разходите
За оптимизиране на механичните свойства на гумените уплътнителни ленти и намаляване на разходите обикновено се добавят различни пълнители, включително предимно:
1. Сажди: Най-често използваният подсилващ пълнител, той значително подобрява здравината, устойчивостта на износване и устойчивостта на скъсване на каучука, като същевременно влияе върху цвета (напр. сажди с различни размери на частиците, като N330 и N550).
2. Силициев диоксид: Подходящ за светло-оцветени или прозрачни каучукови продукти, предлага отлични подсилващи свойства и е особено широко използван в силиконовия каучук.
3. Калциев карбонат и талк: Ниско{1}}разходни пълнители, използвани предимно за подобряване на производителността на обработката, но с ограничено въздействие върху механичните свойства.
4. Влакна или нарязани влакна: като арамидни и въглеродни влакна, повишават устойчивостта на каучука на разкъсване и устойчивостта на компресия.
Типът и дозировката на пълнителите трябва да се коригират въз основа на специфичните изисквания за приложение на уплътняващата лента, за да се балансират ефективността и цената.
IV. Пластификатори и омекотители: Подобряване на обработваемостта и гъвкавостта
Пластификатори (като пластификатори на-базирана петрол и фталати) се използват за понижаване на температурата на встъкляване на каучука, подобрявайки неговата гъвкавост и течливост при обработка. Някои пластификатори обаче могат да мигрират или да се изпарят, което да повлияе на дългосрочните-запечатващи характеристики. Следователно пластификатори с ниска-миграция или екологични пластификатори (като епоксидирано соево масло) често се използват в приложения с високи екологични изисквания (като контакт с храни или медицински приложения).
V. Антиоксиданти и защитни системи: Удължаване на експлоатационния живот
Гумените уплътнителни ленти са податливи на стареене поради фактори като кислород, озон и ултравиолетови лъчи при продължителна-използване. Следователно антиоксидантите са необходими за подобряване на тяхната издръжливост:
• Аминни антиоксиданти (като 4010NA и RD): Те предлагат отлична устойчивост на озон и термично окислително стареене, но могат да повлияят на обезцветяването на гумата.
• Фенолни антиоксиданти (като 2,6-ди-терт-бутил-р-крезол): Те предлагат отлични антиоксидантни свойства и са подходящи за светло оцветени или прозрачни каучукови продукти.
•Защитен восък (като микрокристален восък): Образува защитен филм върху гумената повърхност, забавяйки напукването на озона.
Тези добавки работят синергично, за да гарантират, че гумените уплътнителни ленти поддържат стабилно уплътнение дори след дългосрочно-излагане на сурови среди.
Заключение
Химическият състав на гумените уплътнителни ленти е сложен и разнообразен и техните характеристики се определят от гумената матрица, системата за вулканизация, пълнителите, пластификаторите и антиоксидантите. Чрез рационален избор и пропорциониране на тези химически компоненти, еластичността на уплътнителната лента, устойчивостта на атмосферни влияния, устойчивостта на масло и механичната якост могат да бъдат оптимизирани, за да отговорят на изискванията за приложение в различни индустриални и строителни сектори. В бъдеще, със засилването на екологичните разпоредби и разработването на нови полимерни материали, химическият състав на гумените уплътнителни ленти ще бъде допълнително оптимизиран към висока производителност, ниска токсичност и устойчивост.
