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超低溫氟膠延長低溫密封壽命

2019 / 12 / 13
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582

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)

The application of low temperature resistant seals in the market will become increasingly widespread, especially in the automotive, aerospace and oil well markets. From the development of the rubber material to the design of the mold and the final manufacturing of the product, GMORS focuses on the concept of “One Seal Fits All”. (Table 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)