Khi sản xuất O-ring, việc lựa chọn loại cao su sử dụng là vô cùng quan trọng. Cao su phải phù hợp với môi trường sử dụng về mặt thời tiết, nhiệt độ, tính năng động học và tương thích với lưu chất của hệ thống để kéo dài tuổi thọ sử dụng. Bài viết này giới này giới thiệu ngắn gọn các tính chất cơ bản của một số loại cao su thường được sử dụng làm O-ring.

Arcylonitrile-Butadien (NBR) – Cao su nitrile

Cao su nitrile là copolymer của acrylonitrile và butadiene. Trên thị trường, thành phần nitrile thay đổi từ 18 – 50% khối lượng và ảnh hưởng rất nhiều tới tính chất cơ lý của cao su. Hàm lượng nitrile càng cao, tính kháng dầu, các dung môi không phân cực càng tốt nhưng tính đàn hồi, tính uốn dẻo ở nhiệt độ thấp giảm và ngược lại. Vì vậy, người ta thường dùng cao su nitrile có hàm lượng trung bình (khoảng 35%) để cân bằng các tính chất trên. So với các loại cao su khác, nhìn chung cao su nitrile có tính chất cơ học, tính kháng mài mòn tương đối tốt. Hai khuyết điểm chính của cao su nitrile là tính kháng thời tiết, ozone, lão hóa kém và không kháng các dung môi phân cực như hydrocarbon thơm, hydrocarbon clorua, ketone, acid, ethylene – ester, glycol.

Ngoài ra, trên thị trường xuất hiện một số loại biến thể khác như nitrile carboxylate hóa, nitrile hydrogenate hóa. Đối với loại carboxylate hóa, các tính năng cơ học như kéo xé được cải thiện đáng kể, phù hợp cho những ứng dụng động học cao. Trong khi đó, loại hydrogenate hóa ngoài tính chất cơ học được cải thiện, nó còn kháng ozone, thời tiết và lão hóa. Tính tương thích với dung môi của hai loại này nhìn chung tương tự như loại cao su nitrile ban đầu.

Đệm làm kín cao su nitrile

Ethylene Propylene Rubber (ERP, EPDM) – Cao su EPDM

Cao su EPDM là terpolymer của ethylene – propylene – dien. Nó được dùng làm kín đặc biệt cho lưu chất thủy lực loại phosphate-ester và trong hệ thống phanh sử dụng lưu chất glycol, silicone. Tính kháng ozone, thời tiết và lão hóa tốt, kháng được nước nóng và hơi nước lên tới 149^oC, nhiều axit vô cơ hoặc hữu cơ, kiềm kali và natri, dầu silicone, dung môi phân cực (rượu, ketone, ester); không tương thích với các sản phẩm dầu khoáng (dầu, mỡ, nhiên liệu).

Cao su Butyl (IIR)

Các tính chất nổi bật nhất của cao su butyl là tính thấm khí thấp, kháng được ozone, lão hóa và thời tiết và tính cách điện rất tốt. Kháng được nước nóng và hơi nước tới 121^oC, nhiều loại axit, dung dịch muối, dung môi phân cực (rượu, ketone, ester), glycol, phosphate-ester, dầu silicone. Nó không tương thích với dầu khoáng, nhiên liệu, hydrocarbon clorua.

Cao su Chloroprene (CR)

Các tính chất nổi bật của cao su Chloroprene là tính kháng ozone, lão hóa và hóa chất tốt, tính chất cơ học tốt trên một khoảng nhiệt độ rộng. Kháng được dầu khoáng chứa paraffin với DPI thấp (dầu ASTM No. 1), dầu silicone, nước, chất làm lạnh, ammonia và carbon dioxide; tương thích thấp với dầu khoáng chứa naphthalene (dầu IRM 920 và IRM 903, hydrocarbon có khối lượng phân tử thấp (propane, butane), lưu chất phanh chứa glycol; không tương thích với hydrocarbon thơm (benzene), hydrocarbon clorua (trichloroethylene), dung môi phân cực (ketone, ester, ether).

(Còn tiếp)

Tham khảo từ tài liệu Parker O – Ring Handbook ORD 5700, Parker Hannifin Corporation, 2007, trang 2-3 – 2-5

(vtp-vlab-caosuviet)

O-ring làm kín mặt bích bằng cao su EPDM