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机械密封辅助密封材料及选择 — 【阀门小知识】 NO.01016期
辅助密封包括动、 静环的密封圈， 大都做成O形圈、 V形圈、 矩形圈、 楔形圈或梯形圈。它们的作用主要是：防止动环与转轴和静环与压盖之间的泄漏；补偿密封面的偏斜和振动， 以保证动、 静环端面良好的贴合。
辅助密封密封圈的材料主要有弹性体 （如橡胶） 、 塑料 （如四氟乙烯） 、 纤维 （如石棉、碳纤维） 、 无机材料 （如膨胀石墨） 和金属 （如铜、 铝、 不锈钢等） 。
辅助密封圈材料的物理和机械性能的要求与密封面材料有关。
1、合成橡胶
橡胶辅助密封圈是使用最广的一种辅助密封圈。常用的橡胶密封圈材料有丁腈橡胶、 氟橡胶硅橡胶、 氯丁橡胶等。
（1） 丁腈橡胶NBR 丁腈橡胶是最常用的一种橡胶。它是丁二烯和丙烯腈的共聚物。根据丙烯腈含量的多少分成若干种：低丙烯腈 （丁腈-18） 、 中丙烯腈 （丁腈 -26） 和高丙烯腈 （丁腈-40） 。丙烯腈含量越高， 它的耐油性越好， 抗张强度、 硬度和耐磨性、 耐水性增强， 透气性减小。随之而来， 它在极性溶剂中的溶解度却增大， 耐蚀性也受到影响。弹性和耐寒性也会变差。丁腈橡胶不耐挠屈， 抗撕裂性也较差。一般丁腈橡胶密封圈中的丙烯腈含量为26%~50%。
丁腈橡胶对矿物油、 动植物油脂、 脂肪烃有优良的耐蚀性， 广泛用于接触汽油及其它油类的设备。它能耐碱和非氧化性稀酸腐蚀， 不耐氧化性酸 （如硝酸、 铬酸等） 、 芳烃、 脂、酮、 醚、 卤代烃等腐蚀。
最近， 研制了氢化丁腈橡胶 （HNBR） ， 其性能优于丁腈橡胶。使用温度范围为-40~150℃， 耐油性比丁腈橡胶好， 耐硫化氢比氟橡胶好， 在 200℃蒸汽中使用仅次于乙丙橡胶。
（2） 氟橡胶FPM 氟橡胶具有耐高温、 耐油、 耐化学腐蚀等优点。在浓硫酸、 硝酸、 磷酸、 烧碱等介质中均可采用。但随着温度升高其耐蚀率下降， 最高使用温度为200℃。
国内氟橡胶中应用最广的是含氟烯烃共聚物， 主要有氟-23型和氟-26型。
23型氟橡胶由偏氟乙烯与三氟氯乙烯在常温及3.3MPa左右压力下用悬浮聚合法制得的一种无定形橡胶状共聚物。23型氟橡胶相当于国外Kel- F氟橡胶，可用于强酸。
26型氟橡胶有两种：氟橡胶-26， 系偏氟乙烯与六氟丙烯的乳液共聚物， 相当于国外Viton氟橡胶；氟橡胶-246系偏氟乙烯、 六氟丙烯与四氟乙烯的三元共聚物。
近年来， 研制出全氟橡胶 （FFKM全氟高聚弹性体） ， 相当于国外Kalrez全氟橡胶。它的抗老化性能优良， 在260℃下使用 112天后无明显老化现象。抗张强度仍保持原来的90%左右， 可在288℃下连续使用， 310℃下短时使用。它的耐油性、 耐磨性和耐混合有机物腐蚀性能良好， 但其膨胀系数近于丁腈橡胶的两倍 （320*10-6/K） ， 且不适于零度以下用使用。
（3） 硅橡胶MVQ 硅橡胶的耐高温性和耐低温性都很好， 安全使用温度范围为-70~200℃。在稀硫酸、 盐酸、 醋酸、 烧碱、 乙醇、 矿物油等介质中， 均无明显的腐蚀现象。硅橡胶是由二甲基硅氧烷与其它有机硅单体， 在酸性或碱性催化剂存在下聚合成的一种极性高分子的聚合物。硅橡胶有很高的热稳定性， 但它有极性， 易在酸碱作用下发生离子型裂解， 因此耐蚀性差。不适宜用于石油系溶剂 （如苯、 甲苯等） 、 丙酮、 酮、 醚等有机溶剂。硅橡胶的扯断强度和扯断伸长率较小 （只有丁腈橡胶的1/3） 。
最近， 氟硅橡胶 （MFQ） 可广泛用于汽油、 石油油品和溶剂。
（4） 乙丙橡胶EPM 乙丙橡胶是由乙烯与丙烯聚合而成， 分为二元和三元共聚物。它特别能耐磷酸酯系液压油、 酮、 醇溶液和酸碱， 同时又能耐高压蒸汽， 耐候性和耐臭氧性好。但在矿物油和二酯系润滑油中胀大， 因此不能在这些介质中使用。
2、聚四氟乙烯PTFE
聚四氟乙烯的耐热、 耐油和耐腐蚀性能比一般橡胶好， 在机械密封中常用它做成V形圈和楔形圈。聚四氟乙烯塑料与橡胶比较， 具有较大的刚度、 较低的弹性和冷流性。聚四氟乙烯的膨胀系数高， 而且随温度变化较大， 特别是在常温下具有峰值， 这就妨碍它在机械密封中的应用。然而， 聚四氟乙烯有较大的使用范围 （-150~250℃） ， 极低的摩擦系数 （在低速下f=0.05~0.1） 和自润滑性， 表面不粘结， 化学稳定性好， 能抗氯化物、三氟化氟硼、 高沸点溶剂、 酮、 酯、 醚、 沸腾的硝酸、 王水和氢氧化钠、 氢氟酸等。唯一会侵蚀聚四氟乙烯的是熔融金属和处于高压的氟。在负荷作用下， 任何温度下都会发生蠕变（即冷流） ， 超过 8)83时， 则会升华产生毒烟。
3、其它材料
用作辅助密封圈的其它材料有金属、 填充聚四氟乙烯、 膨胀石墨 （柔性石墨） 、 石棉以及橡塑复合材料等。这些材料主要用在高温场合。
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