Sastav materijala i strukturne razlike između silikonskih i gumenih ugradivača
Kemijska struktura: Si-O-spona silikona i sintetičke gume na bazi ugljika
Silikonovi tesnici imaju posebnu silicij-oksigennu kičmu koja im daje nevjerojatnu toplinsku stabilnost i čini ih otpornim na oksidaciju. Kad to usporedimo s lancima ugljika i ugljika koji se nalaze u sintetičkim gumama kao što su EPDM ili nitrilna guma, razlika postaje jasna. Neorganska priroda silikona omogućuje mu da ostane fleksibilan čak i kada temperature variraju od super hladnih -55 stupnjeva Celzijusa sve do vrućih 230 stupnjeva Celzijusa. S druge strane, gumama na bazi ugljika treba nešto što se zove vulkanizacija da bi se stabilizirala njihova polimerna struktura. Nažalost, to znači da se oni obično brže razgrađuju kada su izloženi visokom vremenskom nivou ili sunčevoj svjetlosti.
Ključni aditivi: Uloga punjača, sredstava za obnavljanje i plastifikatora u radu
| Komponenta | Gumene tasterice od silikona | S druge vrste |
|---|---|---|
| Napunjivači | Silicij (povećava čvrstoću na suze) | Ugljikov crni (povećava izdržljivost) |
| Zarađivači | Peroksidi (stvaraju toplotno otporne veze) | Srebro (tvori križane veze pri nižim temperaturama) |
| S druge vrste | Rijetko je potrebno zbog prirodne fleksibilnosti | Ulja na bazi nafte (prevencija krhkoće) |
U skladu s člankom 11. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1907/2006 Komisija je odlučila o uvođenju mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje mjera za utvrđivanje
Fleksibilnost i otpornost polimera: Kako molekularna struktura utječe na ponašanje tesnika
Silicijumsko-oksigenove veze sadrže otprilike 50 posto više energije od ugljikov-ugljikovih veza, što objašnjava zašto se silikon tako dobro vraća nakon što je komprimiran. Testovi koji se provode prema ASTM D395 standardima također pokazuju neke zanimljive kontraste. Nitrilna guma izgubi od 15 do 25% svoje sposobnosti da se pravilno zapečaća nakon što se komprimira, dok silikon zadrži većinu svog oblika. Čak i nakon što je pod pritiskom 10.000 sati u nizu na 150 stupnjeva Celzijusa, silikon pokazuje samo oko 10% kompresije. Takva je izdržljivost upravo ono što inženjeri trebaju kad dizajniraju dijelove koji moraju izdržati neprekidne promjene temperature ili teške mehaničke opterećenja tijekom vremena.
Odolnost na temperaturu: Silikonna tesnica i alternative običnom kaučuku
U slučaju da se upotrebljava u proizvodnji silikona, to znači da se upotrebljava u proizvodnji silikona.
Silikonovi tesnici mogu podnijeti prilično ekstremnu toplinu, ostaju netaknuti čak i kada temperature dostignu oko 230 stupnjeva Celzijusa. To je otprilike dvostruko više nego što EPDM materijali mogu izdržati prije razgradnje na oko 150 °C, i tri puta bolje od standardnih nitrilnih gumenih opcija. Razlog za to impresivno otpornost na toplinu leži u kemijskoj strukturi samog silikona. Njegova silicij-oksigen okosnica jednostavno se ne razgrađuje kao drugi materijali kada su izloženi visokim temperaturama duže vrijeme. Uzmimo kao praktičan primjer parne ventile. Dok se EPDM čipovi obično počinju raspadati nakon samo nekoliko mjeseci u ovim teškim uvjetima, silikon zadržava svoj oblik i karakteristike performansi s kompresijskim skupovima koji ostaju ispod 15% tijekom sličnog trajanja trajanja.
Fleksibilnost pri niskim temperaturama: silikon u odnosu na nitril i neopren u hladnim uvjetima
Silikon ostaje prilično fleksibilan čak i na jako hladnim temperaturama poput -50 °C, zadržavajući oko 85% onoga što obično radi. To je puno bolje od nitrila ili neoprena, koji postaju tvrdi kada stvari padnu ispod -30°C. Sposobnost da ostane fleksibilna je jako važna za stvari poput zapečaćivanja zamrzivača ili tih masivnih naftnih cijevi u Arktiku, gdje se obični materijali jednostavno puknu i razbiju. Vidjeli smo da se to događa i u stvarnim postrojenjima za LNG. Testovi su pokazali da silikonske testere mogu ostati oko deset puta duže od neoprenovih dok se nose s ekstremnom hladnoćom od -162°C.
Termička degradacija i dugoročna ograničenja korištenja u industrijskim uvjetima
Gume od ugljika obično se brže razgrađuju kada se izlože ponovljenim temperaturnim promjenama. Uzmimo EPDM na primjer, gubi oko 40% svoje čvrstoće na vladanje nakon što je stajao na 135 stupnjeva Celzijusa 1000 sati zaredom. S druge strane, silikon se mnogo bolje drži, pokazujući manje od 10% degradacije čak i nakon što je zagrijan na 200 stupnjeva za isti period. Testiranje u stvarnom svijetu pokazuje da to čini svu razliku u teškim okruženjima kao što su turbinski izduvni sustavi gdje temperature mogu povremeno skočiti. Silikonovi dijelovi u takvim uvjetima mogu trajati i više od 15 godina, ponekad dostižući 260 stupnjeva Celzijusa bez kvarenja. To znači da više ne treba zamijeniti testere svakih tri mjeseca kao što vidimo sa standardnom nitrilnom gumom, koja jednostavno ne može izdržati toplinu tijekom vremena.
U skladu s člankom 3. stavkom 1.
Otpornost na ulja, rastvarače i kiseline: Silikon i nitril, neopren i EPDM
Silikon se prilično dobro drži protiv nepolnih stvari kao rastvarači i alkoholi, iako ima tendenciju da se napihne kada je izložen ugljovodonicima. Nitrilna guma je zapravo pogodnija za mjesta gdje ima puno nafte i goriva. EPDM odlično djeluje s polarnim kemikalijama uključujući kiseline i alkalne, ali ne ide tako dobro kada dođe u kontakt s tekućinama na bazi nafte. Uzmimo silikon na primjer, zadržava oko 90% svoje čvrstoće na vladanje čak i nakon što je stajao u ulju ASTM #3 1000 sati. U međuvremenu, nitril će izgubiti otprilike 40% svoje elastičnosti pod istim uvjetima, prema podacima iz izvješća o kompatibilnosti materijala objavljenog prošle godine. Takve informacije pomažu inženjerima da odaberu pravi materijal za određene primjene.
Oteklina, kompresija i kemijska degradacija tijekom vremena
Slijedno povezana struktura silikona ograničava natečenost na manje od 5% povećanja zapremine u agresivnim medijima, nadmašujući neopren (1520%) i EPDM (1012%). U petogodišnjim industrijskim ciklusima, silikon održava manje od 10% kompresije u usporedbi s 2535% za alternative gume, smanjujući učestalost ponovnog zatvaranja za polovinu (Istraživanje trajnosti ugasica 2022.).
UV i ozon stabilnost: Silikon je inherentni otpornost u odnosu na EPDM vanjske izdržljivost
Silikon je prirodno otporan na UV zračenje i ozone bez potrebe za stabilizatorima, zadržavajući fleksibilnost nakon 10.000 sati u ubrzanim testovima vremenskih promjena. EPDM postiže izdržljivost na otvorenom putem aditiva od ugljika, ali postaje krhak na niskim temperaturama. U obalnim instalacijama, silikon pokazuje minimalno puktanje površine (< 0,5 mm) nakon tri godine, u usporedbi s 23 mm u nezaštićenom neoprenu.
Praktične performanse u automobilskoj, HVAC i vanjskom korištenju
- Automobilski : Silikon je preferiran u sustavima za oporavak pare goriva zbog otpornosti na ozonski zračenje; nitril ostaje standard za izravni kontakt s uljem
- HVAC : EPDM uravnotežuje troškove i otpornost na ozonski otpad za vodovod i krovne jedinice
- Vanjski : Silikonovi čepovi u spojnim kutijama za solarne panele traju više od 15 godina bez UV degradacije, smanjujući troškove održavanja za 30% u usporedbi s gumenim opcijama
Mehanska svojstva i dugotrajna izdržljivost silikonskih ugradiva
Snaga pri vuci, otpornost na suze i elastičnost pod dinamičnim opterećenjima
Silikonske testere obično imaju otpornost na vladanje od oko 4 do 12 MPa, dok se mogu isteći do 90-100% prije nego se razbiju. Ova svojstva znače da su vrlo dobro podvrgnuti stalnom kretanju ili stresu. Materijal odlično radi za stvaranje čipova u opremi koja se jako vibrira poput pumpi i drugih industrijskih strojeva. Prema ASTM D412 testovima, silikon zadržava oko 85% svoje fleksibilnosti čak i pri hladnim temperaturama do -40 stupnjeva Celzijusa. To je znatno bolje od alternativa poput nitrilne ili EPDM gume, koja ima tendenciju da postane tvrda i izgubi učinkovitost kada temperatura padne ispod -20 stupnjeva Celzijusa.
Sastav za komprimiranje i oporavak: Predstaviteljnost nakon dugotrajnog stresa
Silikon pokazuje bolju otpornost nakon što je 500 sati pod pritiskom na 150 stupnjeva Celzijusa, s samo oko 15 do 25 posto kompresije. To je znatno bolje od EPDM-a koji obično doživljava kompresiju od 30 do 50 posto. Za sisteme za flange koji traju mnogo godina, ovakva obnova čini svu razliku. Ono što se zaista ističe je kako križano povezana struktura silikona odupire trajnim promjenama oblika čak i kada je izložena ekstremnim temperaturama u rasponu od minus 60 do 230 stupnjeva Celzijusa. To je potvrđeno testiranjem standardima kao što je ASTM D395, što inženjerima daje povjerenje u dugoročne performanse pod izazovnim uvjetima.
Trajnost pod kombiniranim mehaničkim i okolišnim stresom
Terenski testovi gdje su materijali izloženi istovremenim UV zrake, kemikalije, i ponavlja stres pokazuju da silikon zadržava oko 90% svoje izvorne čvrstoće čvrstoće čak i nakon pet dugih godina vani. Ali situacija je sasvim drugačija za neopren. Kada se stavlja pod slične uvjete u stvarnom svijetu, počinje se razgraditi prilično brzo, gubi oko 40% učinkovitosti za samo dvije godine jer ozonski plin uzrokuje one dosadne površinske pukotine s vremenom. Na temelju ovih otkrića, mnogi inženjeri sada preferiraju silikon za stvari poput offshore naftnih platformi, instalacija solarnih panela i industrijskih kemijskih postrojenja gdje su materijali pogođeni višestrukim stresima odjednom. Ima smisla kad pogledamo koliko se dobro drži u usporedbi s alternativama.
U skladu s člankom 3. stavkom 2.
Medicinske i prehrambene primjene: Zašto silikon dominira u pogledu sigurnosti i usklađenosti
Kada je riječ o medicinskim uređajima i proizvodima za obradu hrane, silikon se ističe kao najpoželjniji materijal jer je siguran i ispunjava važne zahtjeve FDA i NSF. Što čini silikon tako posebnim u usporedbi s materijalima poput EPDM-a ili nitrila? Pa, ne dopušta da se mikroorganizmi uklone i može se nositi s ponovljenom sterilizacijom čak i kada temperatura dostigne oko 135 stupnjeva Celzijusa (to je oko 275 Fahrenheita) bez da se raspadne. Ali, ono što je najvažnije je koliko je silikon stabilan. Ne oslobađa nikakve gadne kemikalije u bilo što što dotakne, što objašnjava zašto ga vidimo posvuda od bolničkih intravenskih sustava do ventila mliječnih biljaka. Za industrije gdje kontaminacija jednostavno nije opcija, ova svojstva silikona postaje apsolutno kritična.
Automobilski i industrijski HVAC: Ravnoteža troškova, temperature i izloženosti kemikalijama
Kad je riječ o automobilskim i HVAC sustavima, izbor materijala zapravo ovisi o tome što dio treba raditi dan za danom i koliko dugo treba trajati. Nitrilna guma odlično začepljuje vodove za gorivo jer dobro stoji protiv ulja, iako kada se stvari zagreju ispod poklopca sa temperaturama koje se kreću od -50 stupnjeva Celzijusa do 200 stupnjeva, silikon radi bolji posao. Većina ljudi se drži EPDM-a za one aplikacije na vanjskim hladnjačima jer se nosi s kišom, suncem i bilo čim što majka priroda baci na njega. Ali kada govorimo o toplotnim razmjeniteljima koji redovito idu iznad 150 stupnjeva Celzijusa, silikon postaje opcija. Prema nekim istraživanjima objavljenim prošle godine, nakon što je bio izložen dužoj toplini motora, silikon je zadržao oko 92% svojih kompresijskih svojstava dok je nitril uspio samo oko 78%. To znači manje zamjene i manje vremena za nestanak kamiona i drugih teških vozila tijekom vremena.
Odluke o odlučivanju: Kada odabrati silikonski tesak ili EPDM, nitril ili neopren
| Radionica | Prednost silikona | Alternative gume |
|---|---|---|
| Temperaturni raspon | -60°C do +230°C | EPDM/nitril: -40°C do 150°C |
| Kemijsko utjecanje | Kiseline, baze, UV/ozon | Nitril za ulja, EPDM za vrijeme |
| Zahtjevi za usklađenost | U skladu s člankom 4. stavkom 1. | Ograničene certifikacije |
| Troškovna učinkovitost | Visoka početna cijena, niži troškovi životnog ciklusa | Manji upfront, kraći životni vijek |
Izaberite silikon za ekstremne temperature, sterilizaciju ili intenzivnu izloženost UV zračenju. U slučaju da je primjena EPDM-a u proizvodnji plina u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, primjenjuje se EPDM-a u proizvodnji plina.
Česta pitanja
Koje su glavne razlike između silikonskih i gumenih tesnica u pogledu kemijske strukture?
Silikonske testere imaju silicijsko-oksigensku kičmu koja pruža odličnu toplinsku stabilnost, dok se gumene testere poput EPDM-a ili nitrila sastoje uglavnom od ugljikov-ugljikovih lanaca koji za stabilnost trebaju vulkanisati, što se može brže razgraditi pod toplinom i
Zašto se silikonske tesnice smatraju boljim za primjene na visokim temperaturama?
Silikonovi testere mogu izdržati veće temperature do 230 °C zbog svoje jake silicijumsko-oksigenske kičmene kosti, dok se materijali poput EPDM-a i nitrila razgrađuju na nižim temperaturama, oko 150 °C i ispod.
Kako se silikonski i gumeni tesnici uspoređuju u pogledu otpornosti na UV i ozonski zračenje?
Silikon prirodno otporan je na UV zračenje i ozon bez potrebe za dodatnim stabilizatorima, te zadržava fleksibilnost čak i nakon dugotrajnog izlaganja. Naprotiv, gume poput EPDM-a za izdržljivost na otvorenom prostoru trebaju dodatak ugljičnog crnila, ali mogu postati krhke pod UV opterećenjem ako nisu zaštićene.
