I 5 TOP Elastomeri per applicazioni di guarnizioni e tenute
Cosa sono gli elastomeri? Il termine deriva da “elastico”, una delle proprietà fondamentali della gomma. Le parole "gomma" ed "elastomero" sono usate in modo intercambiabile per riferirsi a polimeri con viscoelasticità, comunemente indicati come "elasticità". Le proprietà intrinseche degli elastomeri includono flessibilità, elevato allungamento e una combinazione di resilienza e smorzamento (lo smorzamento è una proprietà della gomma che la fa convertire l'energia meccanica in calore quando sottoposta a deflessione). Questo insieme unico di proprietà rende gli elastomeri un materiale ideale per guarnizioni, tenute, isolanti e simili.
Nel corso degli anni, la produzione di elastomeri è passata dalla gomma naturale ricavata dal lattice degli alberi a varianti di mescole di gomma altamente ingegnerizzate. Nel creare queste variazioni, si ottengono proprietà specifiche con l'aiuto di additivi come riempitivi o plastificanti o variando i rapporti di contenuto all'interno della struttura del copolimero. L'evoluzione della produzione di elastomeri crea una miriade di possibilità di elastomeri che possono essere progettate, prodotte e rese disponibili sul mercato.
Per scegliere il materiale giusto, si dovrebbero prima esaminare i criteri comuni per le prestazioni degli elastomeri nelle applicazioni di guarnizioni e tenute. Quando si seleziona un materiale efficace, gli ingegneri dovranno spesso prendere in considerazione una moltitudine di fattori. Le condizioni di servizio come l'intervallo di temperatura operativa, le condizioni ambientali, il contatto chimico e i requisiti meccanici o fisici devono essere tutti attentamente considerati. A seconda dell'applicazione, queste condizioni di servizio possono influenzare notevolmente le prestazioni e l'aspettativa di vita di una guarnizione o tenuta in elastomero.
Tenendo presenti queste nozioni, esaminiamo cinque degli elastomeri più comunemente utilizzati per applicazioni di guarnizioni e tenute.
1)Buna-N/Nitrile/NBR
Tutti termini sinonimi, questo copolimero di gomma sintetica di acrilonitrile (ACN) e butadiene, o gomma nitrile butadiene (NBR), è una scelta popolare che viene spesso specificata quando sono presenti benzina, olio e/o grassi.
Proprietà principali:
Intervallo di temperatura massimo da ~ -54°C a 121°C (-65° – 250°F).
Ottima resistenza agli oli, solventi e carburanti.
Buona resistenza all'abrasione, scorrimento a freddo, resistenza allo strappo.
Preferito per applicazioni con azoto o elio.
Scarsa resistenza ai raggi UV, all'ozono e agli agenti atmosferici.
Scarsa resistenza ai chetoni e agli idrocarburi clorurati.
Più spesso utilizzato in:
Applicazioni aerospaziali e automobilistiche per la movimentazione del carburante
Costo relativo:
Da basso a moderato
2)EPDM
La composizione dell'EPDM inizia con la copolimerizzazione di etilene e propilene. Viene aggiunto un terzo monomero, un diene, in modo che il materiale possa essere vulcanizzato con zolfo. Il composto ottenuto è noto come monomero di etilene propilene diene (EPDM).
Proprietà principali:
Intervallo di temperatura massimo da ~ -59°C a 149°C (-75° – 300°F).
Eccellente resistenza al calore, all'ozono e agli agenti atmosferici.
Buona resistenza alle sostanze polari e al vapore.
Eccellenti proprietà di isolamento elettrico.
Buona resistenza ai chetoni, agli acidi diluiti ordinari e agli alcalini.
Scarsa resistenza agli oli, alla benzina e al cherosene.
Scarsa resistenza agli idrocarburi alifatici, solventi alogenati e acidi concentrati.
Più spesso utilizzato in:
Ambienti refrigerati/celle frigorifere
Sistemi di raffreddamento automobilistici e applicazioni di protezione dagli agenti atmosferici
Costo relativo:
Basso – Moderato
3) Neoprene
La famiglia delle gomme sintetiche del neoprene è prodotta dalla polimerizzazione del cloroprene ed è nota anche come policloroprene o cloroprene (CR).
Proprietà principali:
Intervallo di temperatura massimo da ~ -57°C a 138°C (-70° – 280°F).
Eccellenti proprietà di resistenza agli urti, all'abrasione e alla fiamma.
Buona resistenza allo strappo e compression set.
Eccellente resistenza all'acqua.
Buona resistenza all'esposizione moderata all'ozono, ai raggi UV e agli agenti atmosferici, nonché a oli, grassi e solventi delicati.
Scarsa resistenza agli acidi forti, solventi, esteri e chetoni.
Scarsa resistenza agli idrocarburi clorurati, aromatici e nitro.
Più spesso utilizzato in:
Applicazioni per l'ambiente acquatico
Elettronico
Costo relativo:
Basso
4) Silicone
Le gomme siliconiche sono vinilmetilpolisilossani ad alto contenuto di polimeri, denominati (VMQ), che funzionano molto bene in ambienti termici difficili. Grazie alla loro purezza, le gomme siliconiche sono particolarmente adatte per applicazioni igieniche.
Proprietà principali:
Intervallo di temperatura massimo da ~ -100°C a 250°C (-148° – 482°F).
Eccellente resistenza alle alte temperature.
Eccezionale resistenza ai raggi UV, all'ozono e agli agenti atmosferici.
Presenta la migliore flessibilità alle basse temperature tra i materiali elencati.
Ottime proprietà dielettriche.
Scarsa resistenza alla trazione e allo strappo.
Scarsa resistenza a solventi, oli e acidi concentrati.
Scarsa resistenza al vapore.
Più spesso utilizzato in:
Applicazioni per alimenti e bevande
Applicazioni nell'ambiente farmaceutico (eccetto la sterilizzazione a vapore)
Costo relativo:
Moderato – Alto
5) Fluoroelastomero/Viton®
I fluoroelastomeri Viton® sono classificati con la denominazione FKM. Questa classe di elastomeri è una famiglia composta da copolimeri di esafluoropropilene (HFP) e fluoruro di vinilidene (VDF o VF2).
Terpolimeri di tetrafluoroetilene (TFE), fluoruro di vinilidene (VDF) ed esafluoropropilene (HFP), nonché specialità contenenti perfluorometilviniletere (PMVE) si osservano nei gradi avanzati.
L'FKM è noto come la soluzione da scegliere quando sono richieste alte temperature e resistenza chimica.
Proprietà principali:
Intervallo di temperatura massimo da ~ -30°C a 315°C (-20° – 600°F).
La migliore resistenza alle alte temperature.
Eccezionale resistenza ai raggi UV, all'ozono e agli agenti atmosferici.
Scarsa resistenza ai chetoni, esteri a basso peso molecolare.
Scarsa resistenza agli alcoli e ai composti contenenti nitro
Scarsa resistenza alle basse temperature.
Più spesso utilizzato in:
Applicazioni di tenuta acquatiche/subacquee
Applicazioni di carburanti automobilistici con elevate concentrazioni di biodiesel
Applicazioni di guarnizioni aerospaziali a supporto di sistemi di carburante, lubrificanti e idraulici
Costo relativo:
Alto
Orario di pubblicazione: 15 aprile 2020