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超低溫氟膠延長低溫密封壽命

2019 / 12 / 13
文章
1873

近年來,由於汽車排放法規的限制,越來越多的汽車發動機採用汽油直噴(GDI)技術。 GDI雖可為改善燃油效率並減少NOx排放,但燃油被噴射進入燃燒室的壓力卻變得越來越高。

高壓情況下,橡膠材質本身的Tg (glass transition temperature玻璃轉移溫度) 會受到影響,橡膠產品在高壓力情況下,分子的自由體積會減少,此時,分子的Tg值會按每上升1°C (1.8°F)就提高52bar (750psi)的速率逐漸攀高。

當在低溫使用條件下,彈性體材質趨於Tg時,從橡膠態轉移玻璃態,隨著失去彈性以及在壓力下,彈性體性能變得脆弱。最著名災難事件是於1986太空梭挑戰者號,當時的氟膠O型圈在太空梭發射時無法承受極低的溫度造成密封失效所引發。

為低溫密封應用選擇合適的彈性體很重要,GMORS對基於全氟單體的極低溫氟膠彈性體進行了全面的研究和開發。同時也考量其他需求,例如低壓縮歪,較低的體積澎脹,耐化學介質和其他機械性能,因為橡膠密封件可能暴露在影響其性能的溫度、壓力和流體介質中。

如下表1所示,GMORS依據客戶對顏色、硬度、耐低溫等需求來研發材料配方。在這些特性中,最低耐溫性可達到TR10 : -45°C(-49°F) 和硬度SHORE A 60~90。

除了滿足客戶的低溫要求外,亦有優良的抗爆破、耐化學介質與耐久性。對於油井市場GMORS高度推薦使用NORSOK M710 RGD認証材質 V9181AA(-40°C)、V9194AA(-45°C)。

TR10 TR10:  -35˚C (-31˚F) TR10:  -40˚C (-40˚F) TR10:  -45˚C (-49˚F)
GMORS 材質配方 V7084AA V8084AC V8184AA V9084AA V6081AA V7081AA V7581AA V9181AA V7094AA V9194AA
顏色 ⬤黑色 ⬤棕色 ⬤黑色 ⬤黑色 ⬤黑色 ⬤黑色 ⬤黑色 ⬤黑色 ⬤黑色 ⬤黑色
硬度, (Shore A) 72 83 83 88 63 73 79 91 71 89.5
低溫回縮測試, TR10 (˚C) -35.9˚C -36.2˚C -35.4˚C -36.4˚C -40.6˚C -40.4˚C -40˚C -40˚C -44.5˚C -44.7˚C
NORSOK M-710 及 ISO 23936-2 RGD認証 X X X X X X X X

(表1)

耐低溫密封件於市場上的應用將愈趨廣泛,特別是以汽車、航太、油井市場為主。從膠料的設計、模具的開發到產品的產出,GMORS著重於 "One seal fits all" 單一膠料配方滿足多重需求的設計思維。(表2)

密封壽命長 高耐化學性 特殊應用
  • 耐老化(低壓縮歪)
  • 抗應力鬆弛
  • 不易型變
  • 乙醇
  • 甲醇
  • 柴油
  • 生質柴油
  • 可有效密封於超低溫環境
  • 適用高壓環境
  • 可動態密封

(表2)

除了耐低溫特性外,GMORS產品還可以滿足含MeOH / EtOH的燃料、生物質燃料和其他介質於低溫環境中密封應用的需求(圖3)。同時也顧及了使用者最關切的安全性以及產品壽命,提供一個最佳的密封方案(sealing solution)。

超低溫氟膠具有耐燃料油及耐低溫特性
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(圖3)