Отличие уплотнений EPDM, ТМКЩ, СКФ (FKM, FPM, VITON), NBR, PTFE (ПТФЭ), POM, силикона

Резинотехнические изделия (РТИ) востребованы практически во всех сферах хозяйствования, в частности, в качестве уплотнительных элементов разных типов (манжет/сальников и прочих), используемых в различном оборудовании (например, для уплотнения штоков, валов гидроцилиндров, корпусов насосов, а также арматуры: задвижек, затворов, сильфонов). Для производства уплотнителей применяются различные материалы, созданные на основе натуральных/синтетических каучуков: EPDM, ТМКЩ, СКФ (FKM, FPM, VITON), NBR, PTFE (ПТФЭ), POM, силикона.

При таком разнообразии эластомеров выбор изготовленных из них уплотнений может вызвать затруднения даже у профессионалов, а что уж говорить о дилетантах. Неудивительно, что вопрос: «Какие уплотнительные элементы лучше?», – не утрачивает своей актуальности для потребителей. В этой статье мы обсудим, какие именно материалы «скрываются» за всеми этими аббревиатурами и названиями, какими свойствами они обладают, в чём заключаются их различия.

Этиленпропиленовые каучуки

К этой группе относятся эластомеры: EPDM, EPR, ТМКЩ, – именуемые пористыми резинами. Указанные материалы характеризуются химической нейтральностью по отношению ко многим агрессивным веществам, неполный перечень которых представлен:

• разбавленными неорганическими/органическими основаниями/кислотами;
• многими растворителями: сложными эфирами, спиртами, кетонами;
• моющими средствами, основу которых составляют сода/калиевые щёлочи;
• солевыми растворами;
• тормозными гликолевыми жидкостями и прочими соединениями.

Другие значимые отличия, а одновременно и достоинства, обозначенных эластомеров от прочих марок резины заключаются в их высокой устойчивости к воздействию факторов атмосферного характера, а также в неподверженности старению

Однако уплотнительные элементы из EPDM, EPR, ТМКЩ демонстрируют высокую склонность к набуханию в минеральных/животных/растительных маслах/жирах, поэтому использовать их в таких средах нельзя.

Применяют этиленпропиленовые каучуки для производства уплотнительных колец, а, кроме того, для уплотнения поршней/штоков. Основные отрасли их использования: строительство, пищепром, автомобилестроение, производство бытовой техники.

Нитрильные каучуки

Материалы этого типа обозначают аббревиатурой NBR, а называю – нитрилбутадиеновыми каучуками или Nitrile. В сравнении с другими эластомерами NBR отличаются более высокими твёрдостью и устойчивостью к истиранию. Однако при этом следует учитывать, что вы имеете дело с материалами, которые при повышении температуры свыше +80^оС отвердевают, приобретают хрупкость, а процесс их старения существенно ускоряется.

Более того, изделия из NBR демонстрируют низкую устойчивость к факторам атмосферного характера: к погодным условиям, воздействию озона. Используют резину, созданную на основе нитрильных каучуков, в качестве сырья для изготовления уплотнительных элементов, манжет для крышек/поршней пневмоцилиндров, демпферных подушек. 

Фторкаучуки

Эластомеры данного типа можно встретить под разными названиями: СКФ, FKM, FPM, «VITON» («ВИТОН»). Аббревиатура СКФ расшифровывается как «Синтетические каучуки фторированные», так именуют фторкаучуки в России, а вот FPM и FKM – это международная и американская версии (соответственно) названий обозначенных полимеров. «VITON» же, по сути, является обозначением торговой маркой фторкаучуков, которая принадлежит французской компании «DuPont». Таким образом, под разными названиями подразумеваются одни и те же материалы.

Уплотнительные элементы из фторкаучука отличаются:

• безопасностью;
• атмосферостойкостью;
• негорючестью;
• устойчивостью к старению;
• антикоррозионностью;
• неподверженностью воздействию факторов химического и биологического характера;
• низкой адгезией;
• малой пористостью;
• широким диапазоном рабочих температур.

К недостаткам уплотнительных элементов из СКФ (FKM, FPM) относят выделение вредных соединений при повышении температуры свыше +300^оС, а также их высокую, в сравнении с аналогами из других материалов, стоимостью.

Фторкаучуковые уплотнения нашли применение в:

• автомобилестроении;
• аэрокосмической промышленности;
• нефтегазовой отрасли;
• пищепроме;
• фармацевтической отрасли.

СКФ используется для производства различных уплотнительных деталей, а также их них изготавливают мембраны электромагнитных клапанов.

Фторопласты

Для обозначения эластомеров данного типа используются аббревиатуры PTFE, ПТФЭ. Термин «Фторопласт» применяют для обозначения целой группы фторсодержащих полимеров. К числу основных относятся марки: Ф-2, Ф-3, Ф-4. Последняя (Ф-4), чаще именуемая тефлоном (американское торговое название), является самой востребованной, а потому потребители под аббревиатурами PTFE, ПТФЭ, как правило, подразумевают именно тефлон.

Популярность фторопластов, особенно марки Ф-4, обусловлена их технико-эксплуатационными характеристиками:

• химической инертностью, тефлон не вступает в реакцию даже с таким агрессивным соединением, как «царская водка», представляющая собой смесь азотной и соляной кислот;
• высокой прочностью;
• широким диапазоном рабочих температур;
• высочайшим антифрикционным свойством;
• неподверженностью воздействию вредоносным микроорганизмам и прочими.

Уплотнители из ПТФЭ при температуре выше +300^оС разлагаются, выделяя вредные вещества. К числу их недостатков также относится неустойчивость к воздействию расплавленных щелочных металлов.

PTFE применяют для изготовления уплотнений различных типоразмеров, а также из указанного материала производят опорные и скользящие элементы. Изделия из ПТФЭ нашли применения в строительстве, автомобилестроении, химической и фармацевтической отраслях, машино-, авиа-, ракетостроении, электронике, пищевой промышленности.

Полиацеталь

Данный эластомер больше известен под аббревиатурой POM, помимо этого, его ещё называют полиформальдегидом, полиоксиметиленом. Речь идёт о техническом термопласте – прочном упругом материале с гладкой поверхностью, хорошо сохраняющем форму, характеризующемся химической нейтральностью, высокой прочностью на разрыв. POM в незначительной степени впитывает влагу, демонстрирует неустойчивость к воздействию концентрированных оснований/кислот.

Из полиацеталя изготавливают опорные/направляющие элементы, втулки, уплотнительные детали, а также уплотнения седловых соединений клапанов, которые используют во многих сферах, к числу которых относят машино-, авиа-, автомобилестроение, электронику, медико-инструментальную отрасль, химическую и фармацевтическую отрасли промышленности.

Силиконы

Разговор идёт о полимерах, основу которых составляют высокомолекулярные кремнийорганические соединения. Отличия силиконовой резины от обычной обусловлено их химическим составом. База силиконов содержит чередующиеся атомы кислорода и кремния, а обычных марок резины – атомы водорода.

Значительно более высокий энергетический потенциал связей кислород-кремний – основная причина уникальности физических и химических свойств силиконов. Так, речь идёт о/об:

• атмосферостойкости;
• устойчивости к большинству химических соединений;
• термостойкости;
• электроизоляционных свойствах – по этому параметру силикон опережает все прочие резины;
• выраженных антиадгезионных свойствах;
• физиологической безопасности.

Совокупность стольких отменных технико-эксплуатационных характеристик позволяет использовать силиконовые изделия во многих отраслях, неполный перечень которых представлен: ракето-, самолётостроением; машино-, приборо-, станко-, судостроением; пищевой промышленностью; производством медицинского оборудования; вагоностроением; фармацевтической и химической отраслями.

Характеристики

Очевидно, что выбор уплотнений во многом определяется свойствами материалов, из которых они изготовлены.

Таблица №1. Некоторые свойства эластомеров

Заключение

А теперь самое время вернуться к весьма актуальному у многих потребителей вопросу: «Уплотнители из какого материала лучше?», – для того, чтобы понять, что он некорректен. Среди эластомеров нет хороших и плохих, а потому, выбирая уплотнительные элементы, следует ориентироваться на другие критерии, в первую очередь, на условия, в которых они будут эксплуатироваться, и, конечно, на цену. Так, например, уплотнитель из PTFE (ПТФЭ), будучи химический нейтральным, сможет вас радовать долгим сроком службы, работая с практически любыми рабочими средами, однако стоимость его значительно выше аналогов, изготовленных из других эластомеров.