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常用密封件的材質(zhì)介紹：流體（氣體、液體）的密封是各工業(yè)領(lǐng)域所必需的一門通用技術(shù)，不僅建筑、石油化工、

船舶、機(jī)械制造、能源、交通、環(huán)境保護(hù)等工業(yè)離不開密封技術(shù)，航空、航天等尖端工業(yè)也與密封技術(shù)緊密相關(guān)。

密封技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛，凡是涉及流體的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、能量轉(zhuǎn)換的裝置都存在密封問題。   

 密封技術(shù)的重要性：密封失效造成的后果是十分嚴(yán)重的，輕者“跑、冒、滴、漏”造成能源和資源的浪費(fèi)，重者會(huì)

使操縱失效，甚至產(chǎn)生火災(zāi)、爆炸、環(huán)境污染等后果危及人身安全！據(jù)初步統(tǒng)計(jì)機(jī)械設(shè)備及武器裝備的質(zhì)量事故

中1/3以上是由于密封失效引起的，其中造成嚴(yán)重后果的如：美國挑戰(zhàn)號(hào)航天飛機(jī)推進(jìn)器O形密封圈出現(xiàn)故障造成

的機(jī)毀人亡；俄羅斯聯(lián)盟號(hào)宇宙飛船燃料艙泄露數(shù)名宇航員死于非命；我國東方紅三號(hào)宇航衛(wèi)星升空后管路泄露

無法正常工作。這就是現(xiàn)在的機(jī)械制造企業(yè)為什么不惜成本選用優(yōu)質(zhì)密封產(chǎn)品的原因。 

密封材料的發(fā)展:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，密封結(jié)構(gòu)的工作條件更加苛刻。由于被密封的流體的溫度，壓力及腐蝕性

大幅度提高，傳統(tǒng)的密封材料如毛氈、麻絲、石棉絲、油灰等已不能滿足使用要求，其逐漸被橡膠及其它合成材

料所代替。橡膠等合成材料一般為高分子聚合物，在大分子鏈上帶有不同特征的官能團(tuán)（如：氯、氟、氰基、乙

烯基、異氰酸基、羥基、羧基、烷氧基等）成為活性交聯(lián)點(diǎn)。在催化劑、硫化劑、或高溫、高能射線作用下，大

分子由線性結(jié)構(gòu)、支化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這個(gè)過程稱為硫化。硫化后的橡膠或其他合成材料，大分子失

去原有的流動(dòng)性，稱為具有高彈變形的彈性體。常用的橡膠及合成材料有：天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁膠、丁氰

橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、聚氨酯橡膠、丙烯酸酯橡膠、氟橡膠、硅橡膠等。

測定密封材料優(yōu)劣的性能指標(biāo):

1、拉伸性能:拉伸性能是密封材料首先要考慮的性能，包括：拉伸強(qiáng)度、定伸應(yīng)力、扯斷伸長率和扯斷永久變形量。

拉伸強(qiáng)度是試樣拉伸至斷裂的最大應(yīng)力。定伸應(yīng)力（定伸模量）是在規(guī)定伸長時(shí)達(dá)到的應(yīng)力。伸長率是試樣受規(guī)定

的拉伸力時(shí)引起的變形，用伸長的增量與原長之比。扯斷伸長率是試樣拉斷時(shí)的伸長率。拉斷永久變形是試樣拉伸

斷裂后標(biāo)線之間的殘余變形。

2、硬度：硬度表示密封材料抵抗外力壓入的能力，也是密封材料基本性能之一。材料的硬度在一定程度上與其他

性能相關(guān)，硬度越高相對(duì)來說強(qiáng)度越大，伸長率越小，耐磨性能越好，而耐低溫性能越差。

3、壓縮性能:橡膠密封件通常處于受壓縮狀態(tài)，由于橡膠材料的黏彈性，受壓縮時(shí)壓力會(huì)隨時(shí)間減小，表現(xiàn)為壓縮

應(yīng)力松弛；除去壓力后不能回復(fù)原來形狀，表現(xiàn)為壓縮永久變形。在高溫和油類介質(zhì)中這種現(xiàn)象更為明顯，該性能

直接關(guān)系到密封制品的密封能力的持久性。

4、低溫性能用來衡量橡膠密封件低溫特性的指標(biāo)，下面介紹兩種測試低溫性能的方法：低溫回縮溫度：把密封材

料拉伸至一定長度，然后固定，迅速冷卻到凍結(jié)溫度以下，達(dá)到平衡后松開試片，并以一定的速度升溫，記錄式樣

回縮10%、30%、50%和70%時(shí)溫度分別以TR10、TR30、TR50、TR70表示。材料標(biāo)準(zhǔn)以TR10為指標(biāo)，它與橡

膠的脆性溫度有關(guān)。低溫?fù)锨裕菏乖嚇釉谝?guī)定的低溫下冷凍到規(guī)定時(shí)間后，按規(guī)定的角度往復(fù)彎曲，考察密封件

在低溫下經(jīng)過動(dòng)載荷的反復(fù)作用后密封能力的優(yōu)劣。

5、耐油或耐介質(zhì)性能:密封材料除接觸石油基、雙酯類、硅酸脂油料外，在化學(xué)工業(yè)中有時(shí)還接觸酸、堿等腐蝕介

質(zhì)。在這些介質(zhì)中除受腐蝕外，在高溫下還會(huì)導(dǎo)致膨脹和強(qiáng)度降低，硬度的降低；同時(shí)密封材料中的增塑劑和可溶

性物質(zhì)被抽出，導(dǎo)致質(zhì)量減輕，體積縮小，引起泄漏。一般在一定溫度下，在介質(zhì)中浸泡若干時(shí)間后測定其質(zhì)量、

體積、強(qiáng)度、伸長率、硬度的變化來評(píng)定密封材料耐油或耐介質(zhì)性能的優(yōu)劣。

6、耐老化性能:密封材料受氧氣、臭氧、熱、光、水分、機(jī)械應(yīng)力作用后會(huì)引起性能變壞，稱為密封材料的老化。

耐老化性（也成為耐候性）可用老化后式樣的強(qiáng)度、伸長率、硬度的變化來表示，變化率越小耐老化性能越好。

注解：耐候性是指塑料制品因受到陽光照射,溫度變化,風(fēng)吹雨淋等外界條件的影響,而出現(xiàn)的褪色,變色,龜裂,粉化

和強(qiáng)度下降等一系列老化的現(xiàn)象.其中紫外線照射是促使塑料老化的關(guān)鍵因素。

常用密封材質(zhì)的介紹:

1、丁氰橡膠（NBR）是丁二烯與丙烯氰單體經(jīng)乳液聚合合成的無規(guī)律共聚物，其分子結(jié)構(gòu)式為：—（CH2-CH=CH

）m-（CH2-CH2- CH）n- CN。丁氰橡膠最早于1930年在德國開始研制，是丁二烯與25%丙烯氰的共聚物，由于其

耐老化、耐熱、耐磨性能均優(yōu)于天然橡膠，因此受到橡膠工業(yè)的重視。第二次世界大戰(zhàn)期間，隨著武器裝備的迅猛

發(fā)展，耐熱、耐油的丁氰橡膠作為戰(zhàn)備物資，需求量急劇增加。至今已有20多個(gè)國家生產(chǎn)丁氰橡膠，年產(chǎn)量56萬噸，

占全世界合成橡膠總量的4.1%.由于具有優(yōu)良的耐熱、耐油和力學(xué)性能，現(xiàn)在已成為耐油橡膠的主體產(chǎn)品，占所有

耐油橡膠需求量的80%左右。丁氰橡膠在20世紀(jì)50年代取得了很大的發(fā)展，至今已有300多個(gè)牌號(hào)，按照丙烯氰含

量劃分，在18%～50%丙烯氰含量范圍內(nèi)可分為：丙烯氰含量>42%為極高氰品級(jí)，36%～41%為高氰品級(jí)，31

%～35%為中高氰品級(jí)，25%～30%為中氰品級(jí)，24%以下為低氰品級(jí)。工業(yè)上使用量最大的是低氰品級(jí)的丁氰

-18（結(jié)合丙烯氰含量17%～20%），中氰品級(jí)的丁氰-26（結(jié)合丙烯氰含量27%～30%），高氰品級(jí)的丁氰-40

（結(jié)合丙烯氰含量36%～40%）。丙烯氰含量的增加可以顯著提高丁氰橡膠的耐油和耐熱性能，但并非多多益善，

因?yàn)楸┣韬康脑黾油瑫r(shí)會(huì)降低橡膠的低溫性能。

丁氰橡膠主要用于制造石油基液壓油、潤滑油、煤油和汽油中工作的橡膠制品其工作溫度為-50—100度；短期工作

可用于150度，在空氣和乙醇甘油防凍液中工作溫度為-45—100度。丁氰的耐老化性差，當(dāng)臭氧濃度較高時(shí)會(huì)迅速

老化龜裂，不宜在高溫空氣中長期工作，也不能在磷酸酯抗燃液壓油中工作。

丁晴橡膠的一般物理特性：1）丁氰橡膠一般為黑色，顏色可根據(jù)客戶需要調(diào)節(jié)，但須增加一些成本，而且可能影

響橡膠的使用效果。2）丁氰橡膠有輕微的臭雞蛋問道。3)根據(jù)丁氰橡膠的耐油特性及使用溫度范圍判斷密封件的

材質(zhì)是否為丁氰橡膠。

2．硅橡膠（Si或VMQ）是以硅氧鍵單元(-si-o-si)為主鏈，以有機(jī)基為側(cè)基的線性聚合物。

由于航空、航天等尖端工業(yè)的發(fā)展，迫切需要耐高溫和耐低溫的橡膠密封材料。早起使用的天然、丁氰、氯丁等通

用橡膠已不能滿足工業(yè)發(fā)展的需要，因而在20世紀(jì)40年代初期美國的兩家公司開始投入生產(chǎn)二甲基硅橡膠，就是最

早的硅橡膠。我國也在20世紀(jì)60年代初期研究成功并投入生產(chǎn)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，硅膠的品種、性能及產(chǎn)量都有

了極大的發(fā)展。

硅膠的主要特性：

1）耐熱性能 硅膠的高溫穩(wěn)定性能好。可以在150℃下長期使用，性能不會(huì)有明顯變化；在200℃下可連續(xù)工作1萬小

時(shí)以上，甚至可以在350℃高溫下短時(shí)間使用。

2）耐寒性能 低苯基硅膠和中苯基硅膠在-60℃和-70℃時(shí)耐寒系數(shù)都在0.65以上具有良好的低溫彈性。而一般硅膠的

使用溫度都在-50℃。

 3）耐油及耐化學(xué)介質(zhì)性能 硅膠對(duì)乙醇、丙酮等極性溶劑和食物油等的耐受能力很好，只引起很小的膨脹，力學(xué)性

能基本不會(huì)降低；硅膠對(duì)低濃度的酸、堿、鹽的耐受性也較好，在10%硫酸溶液中放置7天，體積變化率小于1%，

力學(xué)性能基本不改變。但硅膠不耐濃硫酸、濃堿、四氯化碳及甲苯等非極性溶劑。

4）耐老化性能強(qiáng)，硅膠具有明顯的耐臭氧性能和抗輻射能力是普通橡膠不能比擬的。

5）介電性能 硅膠具有很高的體積電阻率（1014～1016Ω?cm）并且在很寬泛的范圍內(nèi)其電阻值保持穩(wěn)定。適合作

為高壓條件下的絕緣材料。

6）阻燃性能 硅膠遇火不會(huì)馬上燃燒，而且其燃燒產(chǎn)生有毒氣體較少，燃燒后的產(chǎn)物會(huì)形成絕緣性陶瓷曾，因此硅

膠還是優(yōu)良的阻燃材料。

綜合以上特性，硅膠被廣泛應(yīng)用于家用電器行業(yè)所使用的密封件或橡膠零件，如電熱壺、電燙斗、微波爐內(nèi)的橡膠

零件；電子行業(yè)的密封件或橡膠零件，如手機(jī)按鍵、DVD 內(nèi)的減震墊、電纜線接頭內(nèi)的密封件等；與人體有接觸的

各式用品上的密封件，如水壺、飲水機(jī)等。

3．氟膠（FKM或Vtion）又稱氟彈性體，是在主鏈和側(cè)鏈碳原子上含有氟原子的高分子聚合物。從20世紀(jì)50年代初

期，美國和前蘇聯(lián)就開始含氟彈性體的開發(fā)。最早投入生產(chǎn)的是美國杜邦和3M公司的vtionA和Kel-F經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的

發(fā)展，氟彈性體在耐熱，耐介質(zhì)，耐低溫和工藝等各個(gè)面取得了飛速發(fā)展，并形成系列產(chǎn)品。氟膠有優(yōu)異的耐熱、

耐臭氧和各種液壓油料的性能。其在空氣中的工作溫度為-40～250℃，在液壓油中的工作溫度為-40～180℃。由于

氟膠的加工，粘接和低溫性能比通用橡膠差、價(jià)格也較昂貴，所以多用于通用橡膠不能勝任的高溫介質(zhì)中，但不適

用于某些磷酸酯溶液。

4．三元乙丙（EPDM）是乙烯、丙烯及少量非共軛雙烯類烯烴的三元共聚物。1957年意大利實(shí)現(xiàn)乙烯、丙烯二元共

聚物橡膠（二元乙丙膠）的工業(yè)化生產(chǎn)。1963年美國杜邦公司在二元乙丙膠基礎(chǔ)上加入少量非共軛的環(huán)狀二烯作第

三單體，合成出分子鏈上帶有雙鍵的低不飽和度三元乙丙。由于分子主鏈仍是飽和的，三元乙丙保持了二元乙丙的優(yōu)

異性能，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了硫化的目的。三元乙丙橡膠具有優(yōu)良的耐臭氧性能，在臭氧濃度為1*10-6環(huán)境中2430小時(shí)仍

不龜裂；具有很好的耐腐蝕性：對(duì)醇、酸、強(qiáng)堿、氧化劑、洗滌劑、動(dòng)植物油、酮、和某些脂類都具有很好的穩(wěn)定性

（但在石油基燃油，液壓油中膨脹嚴(yán)重，不能在接觸礦物油的環(huán)境中工作）；耐熱性能優(yōu)良，可以在-60～120℃溫度

下長期使用；具有很好的耐水性能和電絕緣能力。三元乙丙橡膠本色為米黃色，彈性優(yōu)良。

5. 聚氨酯彈性體（PU）是由多異氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等擴(kuò)鏈劑或交聯(lián)

劑等原料制成的聚合物。1937年德國Otto Bayer教授首先發(fā)現(xiàn)多異氰酸酯與多元醇化合物進(jìn)行加聚反應(yīng)可制得聚氨

酯，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用。聚氨酯彈性體使用溫度范圍在-45℃—110℃，可在較寬的硬度范圍具有較高的

彈性及強(qiáng)度、優(yōu)異的耐磨性、耐油性、耐疲勞性及抗震動(dòng)性，特別是對(duì)于潤滑油和燃料油均具有良好的抗溶脹性能，

具有“耐磨橡膠”之稱。聚氨酯彈性體具有優(yōu)異的綜合性能，已廣泛用于冶金、石油、汽車、選礦、水利、紡織、印刷、

醫(yī)療、體育、糧食加工、建筑等工業(yè)部門

6. 聚四氟乙烯(PTFE)：

聚四氟乙烯（英文縮寫為Teflon或[PTFE,F4]）,被美譽(yù)為/俗稱“塑料王”，中文商品名“鐵氟龍”、“特

氟隆”（teflon)、特氟龍”、“特富隆”、“泰氟龍”等。它是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子化合物，具有優(yōu)良

的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性(是當(dāng)今世界上耐腐蝕性能最佳材料之一，除熔融金屬鈉和液氟外，能耐其它一切化學(xué)藥品，

在王水中煮沸也不起變化，廣泛應(yīng)用于各種需要抗酸堿和有機(jī)溶劑的)、密封性、高潤滑不粘性、電絕緣性和良好的抗

老化耐力、耐溫優(yōu)異（能在+250℃至-180℃的溫度下長期工作）。聚四氟乙烯它本身對(duì)人沒有毒性，但是在生產(chǎn)過

程中使用的原料之一全氟辛酸銨(PFOA)被認(rèn)為可能具有致癌作用。溫度-20～250℃（-4～＋482°F），允許驟冷驟

熱，或冷熱交替操作。壓力-0.1～6.4Mpa（全負(fù)壓至64kgf/cm2）（Full vacuum to 64kgf/cm2）。

產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)：

耐高溫——使用工作溫度達(dá)250℃。

耐低溫——具有良好的機(jī)械韌性；即使溫度下降到-196℃，也可保持5%的伸長率。

耐腐蝕——對(duì)大多數(shù)化學(xué)藥品和溶劑，表現(xiàn)出惰性、能耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、水和各種有機(jī)溶劑。

耐氣候——有塑料中最佳的老化壽命。

高潤滑——是固體材料中摩擦系數(shù)最低者。

通用閥門密封面常用的軟質(zhì)材料表：

序號(hào)	名 稱	代 號(hào)	適用溫度℃	適 用 介 質(zhì)
1	天然橡膠	NR	-50～80	鹽類、鹽酸、金屬涂層溶液、水、濕氯氣
2	氯丁橡膠	CR	-40～80	動(dòng)物油、植物油、無機(jī)潤滑油、及PH值變化很  大的腐蝕性泥漿
3	丁基橡膠	IIR	-30～100	抗腐蝕、抗磨損、耐絕大多數(shù)無機(jī)酸和酸液
4	丁腈橡膠	NBR	-30～90	水、油品、廢液等
5	乙丙橡膠	EPDM	-40～120	鹽水、40%硼水、5%～15%硝酸及氯化鈉等
6	氯磺化聚乙烯  合成橡膠	CSM	-20～100	耐酸性好
7	硅橡膠	SI	-70～200	耐高溫、低溫、電絕緣性好、化學(xué)惰性大
8	氟橡膠	FPM	-23～200	耐介質(zhì)腐蝕優(yōu)于其它橡膠，抗輻射、耐酸
9	聚四氟乙烯	PTFE  (TFE)	-196～200	耐熱、耐寒性優(yōu)，耐一般化學(xué)藥品溶劑和幾乎所  有液體
10	可熔性聚四氟  乙烯	PFA  Fs-4100	≤180	多種濃度硫酸，氫氟酸、王水，高溫濃硝酸，  各種有機(jī)酸，強(qiáng)堿等
11	聚全氟乙丙烯	FEP  (F46)	≤150	高溫下有極好的耐化學(xué)性、耐陽光、耐候性
12	聚偏氟乙烯	PVDF  (F2)	-40～150	耐化學(xué)性能很好，耐陽光和耐候性極好是強(qiáng)度最  高和最硬的氟塑料
13	聚三氟氯乙烯	PCTFE  (F3)	≤190	耐化學(xué)性能很好，耐陽光和耐候性極好可在  198℃下連續(xù)使用強(qiáng)度和硬度比F46和PTFE高
14	聚烯烴	PO	≤100	耐各種濃度的酸、堿、鹽、及某些有機(jī)溶劑的腐  蝕、耐沖蝕、防靜電、無毒
15	聚丙烯	PP	-70～100	耐化學(xué)性能和耐應(yīng)力開裂性能極好，耐候性差
16	聚醚醚酮	PEEK	-46～300	具有優(yōu)異力學(xué)性能和耐化學(xué)品的高強(qiáng)度耐高溫樹  脂、有出色耐磨性和尺寸穩(wěn)定性用于閥門密封件
17	對(duì)位聚苯	PPL	≤300	基本同聚四氟乙烯
18	尼龍，聚酰胺	NYLON	≤80	耐堿、氨