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      基礎知識

      橡膠圈材質分析

      時間:2016-04-23

      橡膠密封制品的使用壽命主要取決于橡膠的抗老化性能。目前,國內公共球墨鑄鐵管道接口密封制品大多數使用天然橡膠(NR)和丁苯橡膠(SBR)混合并用的普通橡膠制成,還有大量的再生橡膠制成的膠圈、法蘭墊、水表墊等密封制品充斥市場。

      天然橡膠(NR)和丁苯橡膠(SBR)屬于通用類橡膠,分子結構中含有大量的C=C不飽和雙鍵,主要的性能特征呈化學不穩定性狀態,易與空氣或其它介質中的許多活性物質(如臭氧、霉菌、金屬離子)發生化學反應,造成橡膠分子鏈斷裂、交聯等老化,從而使橡膠失去彈性導致密封失效,所以使用天然橡膠(NR)和丁苯橡膠(SBR)制成的密封制品使用年限受到了限制,在正確安裝的前提下,使用年限也就在30年之內。

      再生橡膠是由各種廢舊橡膠經脫硫加工而成,其分子量少并且分子鏈非常短,分子內的結合力弱,制成的橡膠制品彈性差,抗撕裂差,耐老化性差,壓縮變形和應力松弛大,物理性能低,用其制成的密封制品初裝打壓試驗時可能不會漏水,但帶壓運行一段時間后很快就會因老化變形失去彈性,使管線產生暗漏,導致球墨鑄鐵管網真實漏損率居高不下。而且由于再生膠來源雜(主要來自廢舊輪胎、膠鞋底),有害成分多,含有六價鉻、蒽、萘、菲、芘等致癌物,會嚴重影響龍頭水的水質。

      三元乙丙(EPDM)橡膠分子結構主要以C–H鍵組成,由于其缺乏極性,不飽和度低,具有化學穩定性強、耐化學產品性好等特性;對各種極性化學物質如醇、酸(乙酸、鹽酸等)、強堿(氫氧化納)、氧化劑(雙氧水、次氯酸、過溴酸鈉)、洗滌劑、動植物油、酮等均有較強的耐抗性。其抗老化(耐臭氧)性能不但優于天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠等通用橡膠,還優于耐老化性能比較好的丁基橡膠,更重要的是三元乙丙橡膠擁有優異的抗壓變性能,在采用有機過氧化物硫化后,乙丙橡膠壓縮永久變形很小、應力松弛特別緩慢,在截面壓縮率30%的情況下自然空氣老化23年,壓縮永久變形不到10%,而普通橡膠截面壓縮率為30%的情況下,自然老化幾年壓縮永久變形即超過10%??箟嚎s永久變形和應力松弛性能是決定橡膠制品使用壽命的關鍵指標。歐洲及一些發達國家和地區球墨鑄鐵管道中的橡膠密封制品已全部采用三元乙丙橡膠(EPDM)制成,三元乙丙橡膠制品正常使用壽命可達100年以上,能夠與管線使用壽命保持一致性,是目前最理想的球墨鑄鐵管道密封材料,所以供水管道系統應優先選用三元乙丙橡膠制成的密封制品。

      污水的收集、輸送更應該引起我們的重視。污水中含有一定量的生活和工業油脂或油污,采用丁腈橡膠作為污水管道接口密封圈的主體材料最合適。丁腈橡膠是由丁二烯(CH2=CH–CH=CH3)和丙烯腈(CH2=CH–CN)經乳液共聚而制得的一種高分子彈性體,以優異的耐油性著稱。丁腈橡膠因含有丙烯腈而具有極性,因此對非極性和弱極性油類和溶劑都具有優異的抗耐性,在現有的橡膠中,其耐油性僅次于聚硫橡膠,聚丙烯酸脂橡膠和氟橡膠。通常情況下丁腈橡膠制品可-40℃~+120溫度范圍內長期正常使用。


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