一、什么是弹性体？
弹性体是一种在拉伸或变形后可以恢复原状的材料。这一特性使它们在许多应用中必不可少，从工业密封件到日常橡皮筋。不适合应用的密封材料会导致许多问题，从膨胀到剥落或开裂。为了避免这些问题，请分析已在相同或类似应用中使用的弹性体。化学兼容性、温度、压力和机械磨损等变量可能使预测最佳材料变得具有挑战性。在大多数情况下，几种材料都可以使用，但某些弹性体的使用寿命会比其他弹性体更长。

二、弹性体的特性是什么？

• 弹性体的特点是能够拉伸并恢复到其原始形状，这得益于其弹性聚合物和交联结构。它们具有高弹性和柔韧性，这对于密封件和垫圈等应用至关重要
• 弹性：变形后恢复原来形状的能力。
• 柔韧性：易于拉伸和弯曲，不会断裂。
• 耐用性：耐磨损，包括耐磨性。
• 高拉伸性：可大幅拉伸而不会产生永久变形。
• 弹性：从变形中快速恢复的能力。

1. 不饱和弹性体：

• 不饱和弹性体的分子结构中含有碳碳双键。这种类型的弹性体包括丁二烯橡胶和苯乙烯丁二烯橡胶等材料。
• 化学反应性：由于不饱和键，与其他化学物质的反应性可能更高。
• 弹性性能：提供良好的弹性，但可能需要额外的化学处理来增强性能。

2. 天然橡胶与合成橡胶：

• 天然橡胶来自橡胶树的乳胶，以其出色的弹性和柔韧性而闻名。另一方面，合成橡胶由各种合成材料制成，可以经过设计以提供特定优势：
• 天然橡胶：具有良好的柔韧性和弹性，但对环境因素较敏感。
• 合成橡胶：具有更好的耐热、耐化学性和耐候性。例如丁腈橡胶和丁基橡胶。

3. 丁基橡胶和其他合成弹性体：

• 丁基橡胶是一种合成弹性体，具有出色的气密性和耐化学性。它通常用于需要高耐热性和耐油性的应用中。其他合成弹性体包括：
• 丁腈橡胶：因其耐油和耐燃料性而闻名。
• 弹性聚合物：这些是热固性弹性体，经过固化可获得稳定、耐热的材料。

4. 饱和弹性体与热固性弹性体：

• 饱和弹性体具有完全氢化的聚合物链，这使其反应性较低，并且更耐老化和耐化学品。热固性弹性体在固化过程中交联，从而形成无法重新熔化的刚性结构。
• 饱和弹性体：提高耐化学性和热稳定性。
• 热固性弹性体：抗永久变形和高机械性能，适用于恶劣环境。

5. 标准与合规性：

• 考虑必须满足的标准。很容易认为 EPDM 就是 EPDM，但事情远不止于此。EPDM O 形圈可能完全安全用于卫生加工，或者，根据 O 形圈的制造方式，可能含有可能渗入成品的有害成分。
• 了解哪些特定标准对于单个应用很重要。这些组件是否被视为食品级？它们是否符合食品和药物管理局(FDA) 标准？生物制药加工商通常要求密封件符合USP VI 级标准。
• 有时，会提供固化化合物的选择。例如，一些硅橡胶使用过氧化物进行固化。然而，大多数公司不能让过氧化物污染他们的产品，因此在卫生应用中，通常首选用铂固化的硅胶。

6. 密封件类型：

• 弹性材料将执行的工作决定了所需的密封类型。静态密封件（无运动）的需求可能与动态密封件不同。与被动密封件（如 Tri-Clamp 垫圈）相比，研磨产品对动态密封件（如阀座或移动部件上的 O 形环）的磨损会更严重。
• 糖浆对动态密封件来说是个棘手的问题。一般来说，糖浆非常温和，与任何弹性体都能很好地配合。然而，糖晶体会在密封件上堆积，有时被称为“镀层”。在阀座上，当阀座关闭时，晶体会像砂纸一样，很快磨损阀座。当担心磨损时，PTFE（也称为特氟龙）通常是最佳选择。
• 密封件类型的另一个考虑因素是弹性体的弹性。丁腈橡胶和三元乙丙橡胶具有良好的弹性，在压缩时“反弹”得更像天然橡胶。它们非常适合形成良好的密封，尤其是在反复压缩后（例如蝶阀座或经常拆卸的配件垫圈）。氟橡胶可以有一定的柔韧性和弹性，但在较低温度下会变得不那么柔韧。
• PTFE，又称特氟龙，没有记忆性，可以“冷流”，压缩时会变形。通常，它在第一次使用时可以提供足够的密封，但如果拆下三夹接头并用相同的垫圈替换，可能会出现一些泄漏。因此，人们发明了封装式垫圈。这些 PTFE 垫圈的核心是弹性更强的材料，如 EPDM，将 PTFE 的机械和化学韧性与橡胶的弹性相结合。

7. 化学兼容性：

• 丁腈橡胶：以其对油、燃料和碳氢化合物的出色抵抗力而闻名。它通常对脂肪族和芳香族碳氢化合物表现出色。然而，丁腈橡胶对强酸和氧化剂的效果较差。典型的浓度限制是酸高达 30%，碱高达 10%，但可能因具体配方和条件而异。
• EPDM（乙烯丙烯二烯单体）：在水、蒸汽和碱性溶液中表现良好。通常不适用于油和脂肪。EPDM 用于接触高浓度碱性物质（高达 50%）和中等浓度酸性物质（高达 10%）的应用。
• Viton（氟橡胶）：具有出色的耐化学性，包括耐油、耐燃料和耐酸。它可耐受强酸和强碱，适合恶劣的化学环境。Viton 可耐受浓酸和浓碱，强酸的极限通常为 10% 左右，强碱的极限通常为 20% 左右。
• PTFE（聚四氟乙烯）：PTFE 以其出色的耐化学性而闻名，可以处理几乎所有化学品，包括强酸和强碱。它在高化学品暴露环境中特别有用，并且与各种浓度高达 100% 的化学品具有广泛的兼容性。
• 硅橡胶：在高温环境下性能良好，但对油和燃料的抵抗力有限。硅橡胶适用于接触水和弱酸的应用，酸和碱的浓度限制在 10% 左右。具体限制取决于配方。

8. 特定化学兼容性

• 丁纳橡胶：可接受浓度最高为 2%。
• EPDM：浓度一般在 10% 以下效果良好。
• 氟橡胶：耐腐蚀性能优良，可接受高达 10% 的浓度。
• PTFE：可抵抗几乎所有的酸，即使浓度很高。
• 硅胶：相当好，但应检查特定酸的兼容性图表。

9. Bases and Caustics碱和焦散线：

• 丁腈橡胶：有效腐蚀性浓度最高可达 2%。
• EPDM：可耐受较高的浓度，通常高达 50%。
• Viton：与腐蚀剂配合使用效果良好，适合浓度高达 20%。
• PTFE：即使在高浓度下也具有优异的耐腐蚀性。
• 硅胶：请参阅兼容性图表以了解具体基础浓度。
• 碳氢化合物和油类：
• 丁腈橡胶：具有优异的耐油、耐燃料性能。
• EPDM：耐油性较差，不建议用于暴露在油中的情况。
• Viton：优异的耐受性，非常适合高温油。
• PTFE：出色的抗碳氢化合物性能。
• 硅胶：抵抗力有限，适用于非油应用。

10. 耐温性

• 耐高温性是用于高温或温度变化环境的弹性体的关键特性。即使暴露在极端温度下，弹性体也必须保持其物理特性和性能。耐高温性可能因配方和应用而异，因此请务必查看制造商的数据表以验证您将使用的特定材料的信息。

11. 温度范围和性能

• 丁腈橡胶：通常在高达107度的温度下有效工作。它可以承受偶尔的温度峰值，但长时间暴露可能会降解。
• EPDM（乙烯丙烯二烯单体）：适用于高达135至149度的温度。它在低温下保持柔韧性，在高温下保持性能，使其成为户外和蒸汽应用的理想选择。
• Viton（SFY，耐茎杆氟橡胶）：可承受高达204度的高温。它以其热稳定性而闻名，可以承受持续暴露在高温下而不会出现明显降解。
• PTFE（聚四氟乙烯）：特氟龙在高达232度的温度下表现出优异的性能。PTFE 在极端温度条件下仍能保持其完整性，使其适用于高温应用。
• 硅橡胶：有效温度范围可达232度。它在低温下仍保持柔韧性，在高温环境下仍能保持性能，但长时间暴露在230度以上的温度下可能会导致降解。

三、弹性体的种类有哪些？
1. Kalrez全氟

• Kalrez 是全氟弹性体的一个品牌，以其出色的耐化学性和高温稳定性而闻名。它在恶劣的化学环境中仍能保持完整性，包括强酸、强碱和溶剂。
• 温度范围：有效温度范围为-20至330度。它在很宽的温度范围内保持稳定，适合极端条件。
• 应用：常用于化学加工、制药制造和航空航天应用，这些应用对耐化学性和高温稳定性至关重要。

2. PEEK（聚醚醚酮）

• 性能特点：PEEK是一种高性能热塑性塑料，具有优异的机械性能、耐化学性和高温稳定性。它能抵抗多种溶剂、酸和碱。
• 温度范围：适用于高达 250度的温度，并能承受短时间暴露于较高温度。
• 应用：用于要求机械强度和耐化学性的苛刻应用，例如航空航天部件、医疗植入物和高性能密封件。

3. Delrin（聚甲醛）

• 性能特点：Delrin 是一种高强度、低摩擦的热塑性塑料，具有良好的尺寸稳定性和耐磨性、抗冲击性。它还能抵抗各种化学品，尽管不像 PEEK 那样广泛。
• 温度范围：有效温度为-40至 120度
• 应用：常用于精密工程、汽车零部件和消费品等对耐用性和低摩擦至关重要的领域。

4. PTFE/不锈钢复合材料：

• 这些材料结合了 PTFE 的耐化学性与不锈钢的机械强度，在高温和腐蚀性化学环境中提供增强的性能。

5. 可金属检测弹性体：

• 这些弹性体含有金属颗粒，可被金属探测器检测到，可用于食品加工和制药行业，以防止破损的垫圈或零件造成污染。

四、弹性体如何发挥作用

• 弹性体是具有显著弹性的材料。由于其聚合物链和交联，它们在变形后可以恢复到原来的形状。它们的弹性特性使其成为各种应用中密封件和垫圈的理想选择。

五、热塑性弹性体和热固性弹性体有什么区别

• 热塑性弹性体可以多次熔化和重塑而不会改变其性能，而热固性弹性体则通过化学过程固化，使其变得坚硬且无法重新熔化。每种弹性体都有其优点，具体取决于应用。

六、化学相容性如何影响弹性体的选择

• 弹性体的化学特性（如耐酸、耐油和耐腐蚀性）决定了其是否适用于特定应用。例如，PTFE 以其高耐化学性而闻名，使其成为恶劣环境的理想选择。

七、选择弹性体时需要考虑哪些关键特性

• 关键特性包括耐热性、耐磨性、耐化学性和弹性。这些特性将影响弹性体在不同条件下（例如高温或化学暴露）的性能。
• 温度和机械磨损如何影响弹性体的性能？
• 温度会影响弹性体的物理特性和弹性，可能导致其性能下降。机械磨损（如磨损和反复压缩）也会影响弹性体的寿命和有效性。

八、与天然橡胶相比，使用合成橡胶有哪些优势

• 与天然橡胶相比，合成橡胶在耐化学性、热稳定性和机械性能方面通常具有更佳的性能。它们可以根据特定应用进行定制，从而提供更好的耐用性和可靠性。