橡胶兼容性测试.doc

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1、橡胶兼容性测试要求1、耐油及耐化学品性能许多合成橡胶遇油会发生膨胀，或因工作油液中所含的添加剂作用而加速恶化。结果材料在某种介质中膨胀太大，或性能明显劣化，则说明这两种物质不相容。所以液压气动用密封材料选用时，首先要考虑材料与密封介质是否相容。液压用密封要考虑对工作介质的适应性；气动用密封也要考虑对润滑剂的耐受性能。膨胀是指材料遇油后体积发生变化的现象。橡胶的膨胀性能用膨胀率表示，膨胀率是橡胶浸泡前后的体积变化率。材料膨胀后，密封尺寸关系发生较大的变化，加剧摩擦、磨损，并且强度明显降低。除膨胀之外，油液对橡胶的硬度

2、、抗张力、伸长率和残余变形的物理、力学性能均有显著的影响，使橡胶软化、收缩和分解，橡胶性能劣化。这是因为，为了改善橡胶性能，一般都在橡胶中加入增塑剂，橡胶与油液会吸收橡胶中的增塑剂，随着橡胶中的增塑剂逐渐被溶解，液体侵入，结果橡胶体积、重量改变，硬度、弹性降低测定膨胀是考察相容性的一项基本实验。如果不考虑劣化，对材料的膨胀，用作动密封不能超过15%~20%，静密封不超过50%，垫片可接受100%的材料膨胀率。密封件使用中的实际体积变化比膨胀值要小的多，因为要被压缩变形抵消一部分。橡胶的膨胀是各种化学品分子进入橡胶聚

3、合物分子之间，产生无规则的分散作用力，使构成橡胶弹性的网状分子结构发生变化的结果。如果橡胶中的可溶性分子在介质中杂乱无章运动，则橡胶可能发生收缩，也会对密封造成不利的影响。一般来说，性质相似的物质，这种相互混合的现象容易发生。例如天然橡胶是碳氢化合物，很容易溶解到同是碳氢化合物的矿物油中去。引用溶解度参数SP值，可以衡量这种溶解程度。SP值定义为，物质每一摩尔的蒸发热对其体积比值的平方根，即：SP值=（每摩尔蒸发热/每一摩尔体积）1/22、机械、力学性质液压气动用密封材料要求弹性好、能拉伸、耐高压、耐磨、摩擦系数底

4、，这些都可用材料的力学性质反映，都与材料的机械强度有关。机械强度的测定比较容易，也是其他材料性能实验的基础。所以被作为最基本的材料性能指标。合成橡胶和塑料的力学性能，一般要考虑硬度、抗张强度、耐磨性、弹性、伸长量等指标。1）硬度硬度指材料表面抵抗塑性变形或破裂的能力；同时硬度与强度有某种近似关系，硬度底的材料表现出受力变形的柔顺性。硬度是密封材料的重要指标，橡胶材料的硬度通常以绍氏硬度（HS）表示。液压用密封材料，必须承受油压力，高压力可使材料过度变形，甚至从密封间隙中挤出而破坏密封性能。因此材料需要有一定的硬度，

5、以抵抗这一破坏。硬度越高耐压能力越强。橡胶材料用作密封材料是因为它比金属“软”，因此具有柔顺性，在粗糙密封面上变形，顺应表面形状，达到密封目的。因此硬度低对提高密封性具有有利的影响。在动密封中，材料硬度对运动性能也有直接的影响，并且较为复杂，不同的密封型式，硬度以不同方式影响运动性能。一般来说，硬度低动摩擦却有相反的作用。耐磨性与硬度有关，硬度高耐磨性强。2）扩张强度与伸长率强度和拉伸强度反映材料抵抗变形的能力，密封件的密封性与此有密切关系。而且拉伸强度与伸长率直接影响密封件的安装性能。扩张强度以断裂时的拉应力表示

6、，橡胶材料的拉应力值，通常取伸长100%时的应力值，这是因为橡胶材料的应力—应变曲线不服从虎克定律，所以用100%伸长时的值代替弹性率。聚四氟乙烯的塑料材料存在屈服点，所以拉伸强度用屈服点以内的拉应力测定。拉伸强度和伸长率与耐压性没有太大的关系，只是抗拉强度低于7MPa的材料，不适用于动密封。作为寿命的一个测定指标，抗张强度低，容易产生应力松弛和永久变形，造成密封失效。伸长率是材料刚性的倒数指标，用材料的拉伸量与自然状态下长度之比的百分数表示。材料的允许伸长率，是指在不发生永久性损坏或永久变形的前提下，可以施加的最

7、大伸长率。允许伸长率影响密封件的安装性能。3）弹性密封材料的弹性对于密封件的密封性极为重要。由于弹性使材料受压后产生一个回弹力，挤压型密封如O形圈就是靠密封材料的回弹力获得初始密封压紧力；唇形密封件如Y形圈，虽然有利于流体压力的自密封性，理论上压缩变形即使为零，在油压力下也能密封。但如果密封偶件有偏心，低压时就有可能产生泄漏，这时依靠材料的弹性可以补偿这一偏心造成的密封接触应力不足。弹性可以用回弹力来度量，在同样的变形率下，弹性大回弹力就大。弹性随温度就较大变化，同一材料在不同的温度下的弹性不同。许多橡胶在温度为-

8、20~20℃时弹性出现最小值，而某些橡胶在很宽的温度范围内弹性变化不大。合成橡胶材料的弹性在国外有标准测试方法，如日本的JISK6255标准的反弹法弹性测试。这一实验是从一定距离处让一可作振荡运动的铁棒自由落下，打击一圆柱形固定试件。以被试件反弹高度反映弹性。然而由于这一实验未反映合成橡胶材料的粘性的影响，所以难以与密封件密封性建立直接关系。日本JISK63