本文分别对动态及静态条件下橡胶O形圈的压缩永久变形进行了测试,利用扫描电镜观察了压缩永久变形前后0形圈表面的形貌,在此基础上讨论了压缩永久变形对橡胶材料O形圈密封性能的影响.

近期,某型装载机静液压系统钢管和软管漏油现象频发,经调查,用于密封的O形密封圈存在失效风险.对比分析本公司采用的O形密封圈与标杆企业用P a rke r牌O形密封圈的材料性能,结果发现,O形密封圈失效是由自身的弹性不足,抗压缩永久变形能力差造成的;给出了除O形密封圈本身性能外,应对静液压系统密封漏油的若干建议;采用一种压缩永久变形率为25%的胶号为1819的新型O形密封圈,经改进,装载机静液压系统的市场漏油反馈显著降低.

氟烃橡胶(FKM)通常被用作存放中、低水平放射性废弃物容器的密封件,探明其辐照老化机理非常重要。运用差示扫描量热仪(DSC)和动态热机械分析仪(DMA),对接受伽马辐照的FKM材料进行试验分析。结果表明,随着伽马辐照剂量的增加,FKM材料的橡胶玻璃化转变向较高温度方向偏移。开发了DMA压缩永久变形试验方法。DMA数据分析发现,随着辐照剂量的提高,材料样品压缩永久变形增大。压缩永久变形最大差异发生在橡胶玻璃化转变温度区间,在较高温度时与辐照剂量的关系发生部分反转,但是数据的差异明显减小。

研究了热氧老化对辐照后三元乙丙橡胶(EPDM)材料性能的影响,并通过分析压缩永久变形率随时间的变化规律,对其理论使用寿命进行评估。结果表明:随着老化时间不断增加与老化温度不断升高,辐照后的EPDM老化越来越严重,羰基含量越来越高,压缩永久变形与压缩应力松弛越来越大;扫描电镜结果表明,老化过程中EPDM降解严重;利用阿伦尼乌斯方程计算得出,辐照后的EPDM在50℃条件下的理论寿命为7.58年。

以燃气表中O形圈为研究对象,研究O形圈在旋转动密系统中长效密封性能;从密封机制及特点出发,对O形圈失效机制进行分析。以时间和转速作为研究主要影响因素,以压缩永久变形作为密封性能定量评价指标,进行全面试验与分析,并以二次多项式回归分析获得预测模型并进行试验验证。结果表明试验用O形圈长期密封性能可靠;使用时间与转速对O形圈压缩永久变形影响均显著,其中使用时间的影响大于转速;转速一定时,时间越长,压缩永久变形越明显,时间相同时,转速越大压缩永久变形越明显。预测模型能够较好地预测不同条件下燃气表旋转动密封性能,可应用于工程实践设计。

使用同一批次胶料制备了2组硫化试样并分别按HG/T 3087-2001和GB/T 27800-2011研究了预压缩条件对寿命预测结果的影响程度。结果表明,在同一老化温度及同一老化时间下,依据HG/T 3087-2001预压缩的试样压缩永久变形率与依据GB/T 27800-2011预压缩的试样无明显差异;由此证明,HG/T 3087-2001和GB/T 27800-2011压缩永久变形率测试试验基本不存在数据差异。

热塑性弹性体(TPE)是一类材料,它结合了橡胶的优点(例如,良好的压缩永久变形性和良好的密封性)以及常规热塑性塑料的可加工性。热塑性硫化橡胶(TPV)是TPE的子类,它是由精细的分散在连续热塑性基质中的硫化交联橡胶的混合物制成的。TPV是通过动态硫化生产的,通过这种方式,橡胶在热塑性聚合物中硫化,同时聚合物在高温下进行紧密混合。

由浙江翔宇密封件有限公司申请的专利(公布号CN 111534105A,公布日期2020-08-14)“一种高铁密封件用耐老化硅橡胶密封材料及其制备方法”,涉及的密封材料配方为:甲基乙烯基硅橡胶60~70,氟硅橡胶25~30,端羟基聚二甲基硅氧烷6~8,沉淀法白炭黑3~5,气相法白炭黑2~3,硅烷偶联剂0.7~0.9,二异氰酸甲苯酯0.12~0.15,氧化锌1.5~1.8,防老剂2.5~4.5,热稳定剂2~4,交联剂2~4。该密封材料不仅具有良好的密封性能,还具有优异的耐老化性能(耐高温老化性能好),使用寿命长,耐油和耐溶剂性能以及弹性好,压缩永久变形小,力学性能良好。

从胶料配方、表面处理和材料复合改性3个方面优化丁腈橡胶(NBR)耐磨密封制品的关键性能。结果表明:单独使用4,4′-二硫代二吗啉(DTDM)作硫化剂时,NBR胶料的硫化时间较长,压缩永久变形较大,硫黄与硫化剂DTDM并用作硫化剂时,随着硫黄用量的增大,NBR胶料的硫化速度提高,交联密度增大,压缩永久变形先减小后增大,NBR胶料的优化配方为NBR 100,氧化锌5,硬脂酸1,炭黑N33060,促进剂TBBS 1.5,硫化剂DTDM 1.5,硫黄0.5;NBR胶料表面喷涂抗磨聚氨酯涂料无法在本质上减小其摩擦因数,但在NBR密封制品表面喷涂抗磨聚氨酯涂料可以降低制品在装配初期磨损的风险;NBR胶料与聚酯帘布或粘胶纤维帘布复合均可以改善其耐磨性能,其中聚酯帘布/NBR胶料复合材料的摩擦因数更小,较粘胶纤维帘布/NBR胶料复合材料减小44.04%,较表面未喷涂抗磨聚氨酯涂料的NBR胶料减小45.72%。

O形圈是最常用的密封方式之一。文章对工业产品密封胶料的选用要素进行了详细分析，并对O形圈尺寸的选择、密封沟槽设计、密封配合间隙进行了分析。