物料

胶料的透气性

渗透杯

影响橡胶透气性的因素很多。聚合物和填充剂直接影响通过橡胶屏障的传输速率,这对于关键的气体或流体应用是非常重要的。这种类型的转移最常见的例子是空气透过汽车轮胎。在轮胎内部设置合适的屏障对轮胎在热天或冷天的整体性能至关重要。

对于橡胶,渗透是在气体或液体转移的该小分子通过橡胶化合物的速率。这些比率通常都非常低,但设计的关键密封时是很重要的。

关键的密封应用包括医疗器械的密封,这些密封经过高压灭菌,不会受到内部部件湿度的影响,低排放车辆的汽车燃料密封必须符合加州资源委员会(CARB)的要求,或者真空密封,这些密封不能因为空气渗透而失去真空。

透膜分子的大小会影响透气性利率。动力学直径是一个给定的分子的最小的有效直径,假设它是球形。这并不总是与相关成分的分子量。较高分子量可以具有较小的直径。

该结构的分子和空间位阻的极性是在该分子的大小的因素。表1列出了常见的气体动力学直径。

表1:普通动力学直径

007556 - 12 December_PermeabilityOf Compounds_Table1_V2

EPDM化合物具有非常低的吸收水。这些化合物很好地工作作为阻挡水蒸汽。然而,EPDM会吸收石油和天然气,因此它不是一个有效的整体屏障。

温度是复杂渗透性的另一个因素。通常,温度越高,扩散的更高的速率。因此,我们建议,以确保测试是在整个运行范围内进行。

影响渗透率的其他因素包括储层渗透率的浓度和储层另一侧的压力。

的计量单位

气体和液体渗透率的单位如下:

  • P =(气体膜的×厚度量)/(膜X时间x压力的面积)
  • P =(膜的液体×厚度量)/(的膜×时间区域)

测试方法

  • ASTM D814 - 标准测试方法橡胶特性 - 挥发性液体蒸汽传输
  • ASTM D1434 - 标准试验方法测定塑料薄膜和薄片透气性能
  • ISO 2782-1 - 硫化橡胶或热塑性橡胶 - 透气性的测定 - 第1部分:差分压方法
  • ISO 2782-2 .硫化橡胶或热塑性橡胶。对气体渗透性的测定。第2部分:等压法

图1:渗透杯

渗透杯

橡胶配方的注意事项

填料的粒径炭黑和粘土填料有不同的平均粒径。小颗粒通常给予较高的物理性能,但可以产生不利影响的处理。用的小颗粒填料,这可能会导致模具流问题较高载荷化合物粘度增加。使填料更密集的较小的填料颗粒的高负载有助于防止分子从通过旅行。

填料吸收一些填料会吸收渗透。粘土填料可以吸收水分,这将增加水蒸汽的渗透性,允许水通过聚合物更容易地扩散。

聚合物的极性不同的橡胶基聚合物具有不同的极性。想到这方面的一个有用的方法是“喜欢喜欢解散。”这就是为什么EPDM油或燃料的膨胀。无论是EPDM聚合物和油是极性的。NBR聚合物已经增加极性的水平,使他们废除油和燃料,并减少肿胀。匹配的橡胶障碍的极性和渗透物的极性是重要的。

表2:ASTM D1418橡胶与渗透系数

007556 - 12 December_PermeabilityOf Compounds_Table2

上面的数字是基于标准CON STD条件。较高的温度通常会提高利率。例如,NBR的范围是基于该聚合物的ACN含量。更高ACN产生用于燃料和气体由于较高的极性较低的结果。

这些数字不应该被用于估计目的。正在使用由化合物实际测试数据将提供更精确的估计。

引文:

  1. McKeen,L(2012)。塑料和弹性体的渗透性能。马萨诸塞州沃尔瑟姆:德爱思唯尔公司
  2. 的Pruett K (2005)。弹性体耐化学性指南拉霍亚,CA:罗盘出版社