一、橡膠彈性是指材料受外力之后產(chǎn)生變形和除去外力之后恢復(fù)原狀的能力。如材料受外力后不能變形則稱為材料剛性;受外力后產(chǎn)生變形,但除去外力不能恢復(fù)則稱為材料塑性。
橡膠彈性一般用回彈率來表示,有時也可用伸長率及變形(包括扯斷變形和壓縮久變形)來衡量;其材料伸長率大,變形小、彈性大。橡膠材料在常溫下突出的特點是其他材料所不具備的高彈性。利用這一特性市場上出現(xiàn)了多種耐高壓,耐磨O型圈等產(chǎn)品。高彈性是高聚物特有的、基于鏈段運動的一種力學狀態(tài)。理想的高彈性完全是由卷曲的橡膠大分子構(gòu)象熵變化造成的,去除外力后,能立即回復(fù)原狀。然而,實際中橡膠分子間存在相互作用力和內(nèi)旋轉(zhuǎn)阻力,會妨礙分子鏈段的運動,表現(xiàn)為橡膠的黏性,作用于橡膠分子上的力一部分用于克服分子間的黏性阻力,另一部分使分子鏈變形。橡膠材料的高彈性與其分子量、卷曲分子的構(gòu)象熵、硫化膠的交聯(lián)密度和交聯(lián)鍵的類型等有關(guān)。
橡膠的高彈性是由橡膠的高分子決定的,分子量越大,不能承受應(yīng)力的、對彈性沒有貢獻的游離末端數(shù)量就越少;另外進口丁氰o型圈橡膠分子量大,分子鏈內(nèi)彼此纏結(jié)而導致的“準交聯(lián)"效應(yīng)增加; 橡膠分子量大有利于彈性的提高。橡膠分子量分布窄的高分子量級分多,則對彈性有利; 橡膠分子量分布寬的高分子量級分多,則對彈性不利。在常溫下不易結(jié)晶的、由柔性分子鏈組成的材料,分子鏈的柔順性越大,受到外力時鏈運動能夠比較迅速地改變分子鏈的構(gòu)象,分子鏈的形態(tài)數(shù)增加,因此彈性越好。隨著交聯(lián)密度的增加,硫化膠彈性增大,直至大值,交聯(lián)密度繼續(xù)增加,彈性下降。這是因為分子無交聯(lián)時,在外力的作用下,分子鏈相對滑動,形成不可逆形變,彈性較差;適度的交聯(lián),可以減少或消除分子鏈間的滑移,有利于彈性的提高;交聯(lián)過度會使分子鏈的相互作用力和內(nèi)旋轉(zhuǎn)阻力增加,活動受阻,使彈性下降。交聯(lián)鍵類型對彈性有影響,多硫鍵鍵能較小,對分子鏈段的運動束縛力較小,因而回彈性較高。交聯(lián)鍵能較高、鍵長較短的,彈性較差。
二、進口丁氰o型圈中槽寬的設(shè)計
密封溝槽的尺寸參數(shù)取決于尺寸參數(shù)。溝槽尺寸可按體積計算,通常要求矩形溝槽的尺寸比O形圈的體積大15%左右。這是因為:
1)裝入溝槽后,承受3%~30%的壓縮,而橡膠材料本身是不可壓縮的,所以留有其變形部分的空間。
2)處于油液中的,除了由于油液的浸泡而可能引起的橡膠材料的膨脹外,還有可能存在隨著液體工作溫度的增高而引起橡膠材料的膨脹。所以溝槽必須留有一定的余量。
3)在運動狀態(tài)下,能適應(yīng)O型圈可能產(chǎn)生的輕微的滾動現(xiàn)象。一般認為,裝配后的密封圈與槽壁之間留有適當?shù)拈g隙是必要的。但是這個間隙不能過大,否則在交變壓力的作用下就會變成有害的“游隙”,而增加磨損。
槽不宜太窄,如果截面填滿了槽的截面,那么運動時的摩擦阻力將會特別大,將導致其無法滾動,同時引起嚴重的磨損。溝槽也不宜過寬,因為溝槽過寬時將導致其游動范圍很大,并且容易磨損。特別是靜密封時,如果工作壓力是脈動的,那么靜密封就不會靜,它將在不適宜的寬槽內(nèi)以同樣的脈動頻率游動,出現(xiàn)異常磨損,使O型圈很快失效。截面面積至少應(yīng)占矩形槽截面面積的85%,槽寬必須大于壓縮變形后的大直徑。在許多場合下保證取槽寬為截面直徑的1.1~1.5倍。當內(nèi)壓很高時,就必須使用擋圈,這時槽寬也應(yīng)相應(yīng)加大。
三、進口丁氰o型圈是丙烯腈(ACN)和丁二烯的共聚物. 橡膠性能主要取決于其中的CAN部分(一般占18%-50%),CAN含量高于50%則具有很強的耐礦物油與燃油的能力,但其在低溫時的彈性,壓縮變形率就變差了; 丁二烯較高的配方(如達到78%) ,則橡膠O型圈具有良好的耐低溫性能,但同時也犧牲了在高溫時的耐油性能??傊? 丁晴具有優(yōu)異的耐油性能和耐非極性溶劑性能,同時橡膠也具有較佳的機械性能和氣密性,適用于脂肪族烴(丙烷,己烷,礦物油及油脂,燃料油)、植物油和動物油,硅油,硅脂、化學滅火劑、低溫下稀釋的酸堿鹽溶液,以及100℃以下的水等介質(zhì)中。但進口橡膠O型圈對芳香族溶劑,鹵代烴、酮和脂類溶劑及強酸強堿的抗耐性較差。丁晴橡膠的耐侯性與耐臭氧能力不強。溫度范圍為-40~120℃
在各種耐油的場合被大量使用。汽車中電子噴射的噴油器零件、各種耐油的墊片,密封件、膠管。液壓氣動行業(yè)的密封件、緩沖墊及其他耐油、耐磨橡膠制件。在核工業(yè)方面,高飽和橡膠由于其耐輻射,還可用于核電裝置的密封件。