Hiểu nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh (Tg) cho gioăng cao su

 

Chào mừng bạn đến với loạt bài kỹ thuật ba phần-của chúng tôi về Hiệu suất cao su ở nhiệt độ thấp dành cho các ứng dụng bịt kín công nghiệp. Loạt bài này được viết riêng cho các kỹ sư mua hàng, kỹ sư thiết kế vòng đệm và chuyên gia kỹ thuật làm việc với hệ thống phanh đường sắt, van điều khiển khí nén và lõi van liên kết-kim loại.

 

 

 

 

 

Trong hệ thống phanh, van điều khiển khí nén và lõi van liên kết bằng kim loại, các bộ phận cao su được kỳ vọng sẽ duy trì hiệu suất bịt kín đáng tin cậy trong nhiều điều kiện môi trường. Hoạt động vào mùa đông ở Bắc Âu có thể khiến các bộ phận bịt kín tiếp xúc với nhiệt độ dưới -30 độ, khiến hiệu suất ở nhiệt độ thấp trở thành một trong những tiêu chí lựa chọn vật liệu quan trọng nhất.

 

Nhiều kỹ sư tập trung vào độ cứng hoặc độ bền kéo khi so sánh chất đàn hồi. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng có nhiệt độ-thấp, các chỉ báo như Nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh (Tg), TR10 và Độ giòn ở nhiệt độ thấp cung cấp nhiều thông tin có ý nghĩa hơn. Bài viết này tập trung đặc biệt vào Tg và ý nghĩa kỹ thuật của nó đối với các ứng dụng bịt kín.

 

 

Cao su có tính đàn hồi vì các chuỗi polyme của nó có thể chuyển động tự do. Khi nhiệt độ giảm, chuyển động phân tử chậm lại. Khi vật liệu đạt đến vùng chuyển tiếp thủy tinh, cao su dần mất tính đàn hồi và trở nên cứng. Khi nhiệt độ tiếp tục giảm, vật liệu có thể trở nên giòn đến mức bị nứt khi va đập hoặc biến dạng.

 

Đối với lõi van được sử dụng trong hệ thống khí nén đường sắt, sự mất tính đàn hồi này có thể trực tiếp làm giảm độ tin cậy bịt kín và tăng chi phí bảo trì. Hiểu Tg là bước đầu tiên để dự đoán hành vi này.

 

 

Nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh là nhiệt độ mà tại đó cao su thay đổi từ trạng thái dẻo, giống như cao su- sang trạng thái cứng, giống như thủy tinh-. Đây là đặc tính polyme cơ bản mô tả quá trình chuyển đổi cấp độ phân tử trong vật liệu.

 

• Phục hồi đàn hồi giảm đáng kể.
• Hiệu suất bịt kín nén kém đi.
• Chuyển động năng động trở nên khó khăn.
• Khả năng chống nứt giảm.

Chất liệu cao su	Tg điển hình
NBR	-25 độ đến -40 độ
HNBR	-30 độ đến -45 độ
EPDM	-50 độ đến -60 độ
FKM	-10 độ đến -20 độ
TGE được tối ưu hóa ở mức thấp-Nhiệt độ NBR	dưới -60 độ

 

 

Tg cung cấp thông tin có giá trị về hành vi phân tử, nhưng không nên sử dụng nó một mình khi đánh giá hiệu suất bịt kín. Trong khi Tg biểu thị vùng nhiệt độ nơi độ cứng tăng lên đáng kể, hiệu suất bịt kín thực tế phụ thuộc vào các yếu tố bổ sung bao gồm khả năng phục hồi sau biến dạng.

 

Tg thấp hơn thường có nghĩa là cao su vẫn linh hoạt ở nhiệt độ lạnh hơn. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là công thức hợp chất đóng vai trò quan trọng hơn so với chỉ riêng họ polymer. Thông qua việc lựa chọn polyme, hệ thống hóa dẻo được tối ưu hóa và công nghệ xử lý được kiểm soát cẩn thận, các hợp chất cao cấp có thể đạt được giá trị Tg thấp hơn đáng kể so với các công thức thông thường.

 

 

Khi so sánh các hợp chất cao su cho các ứng dụng ở nhiệt độ-thấp, hãy cân nhắc hỏi nhà cung cấp:

• Giá trị Tg đo được của hợp chất cụ thể (không chỉ dữ liệu polymer chung) là bao nhiêu?
• Tiêu chuẩn thử nghiệm nào được sử dụng để xác định Tg (DSC, DMA, v.v.)?
• Tg thay đổi như thế nào sau khi lão hóa do nhiệt và tiếp xúc với chất lỏng?
• Mối tương quan giữa Tg và hiệu suất bịt kín thực tế trong ứng dụng của bạn là gì?

 

 

Nhiều kỹ sư cho rằng NBR không phù hợp với nhiệt độ dưới −30 độ. Trên thực tế, nhóm kỹ thuật của chúng tôi đã phát triển các hợp chất NBR có nhiệt độ-thấp chuyên dụng dành riêng cho các ứng dụng đường sắt có yêu cầu khắt khe.

Hợp chất NBR nhiệt độ thấp{0}}cao cấp của chúng tôi đạt được:

• Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh (Tg): dưới −60 độ
• Khả năng chống dầu tuyệt vời được duy trì
• Liên kết cao su-với-kim loại đáng tin cậy cho các ứng dụng lõi van liên kết
• Hiệu suất ổn định thông qua chu trình-nhiệt độ thấp lặp đi lặp lại

 

Trong những năm qua, chúng tôi đã cung cấp hơn 1 triệu lõi van liên kết bằng kim loại-cao su cho khách hàng toàn cầu của mình mà không có lỗi liên kết nào. Những đặc điểm này làm cho sản phẩm TGE phù hợp với hệ thống phanh đường sắt, van khí nén, thiết bị điều khiển công nghiệp và các ứng dụng khác yêu cầu độ kín đáng tin cậy trong môi trường lạnh.

 

 

Nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh (Tg) là một đặc tính vật liệu cơ bản mô tả quá trình chuyển đổi phân tử từ trạng thái cao su sang trạng thái thủy tinh. Mặc dù nó cung cấp thông tin cơ bản cần thiết về tính linh hoạt ở nhiệt độ-thấp nhưng các kỹ sư không nên chỉ dựa vào Tg để lựa chọn vật liệu bịt kín. Trong bài viết tiếp theo của loạt bài này, chúng tôi sẽ kiểm tra TR10 (Giảm nhiệt độ ở mức 10%), tương quan trực tiếp hơn với hiệu suất phục hồi niêm phong thực tế.

 

 

---

 

 

Bạn đang tìm kiếm lõi van liên kết bằng kim loại-cao su cho hệ thống phanh hoặc điều khiển khí nén? Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi hỗ trợ lựa chọn vật liệu dựa trên nhiệt độ vận hành, vật liệu bịt kín và yêu cầu về tuổi thọ sử dụng. Chúng tôi cung cấp các công thức cao su tùy chỉnh, quy trình liên kết đã được xác nhận và chất lượng sản xuất nhất quán để giúp khách hàng cải thiện độ tin cậy của thiết bị trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.Bấm vào đây để liên hệ với chúng tôi