Материалы уплотнительных колец для вакуумных уплотнений

NBR или бутадиен-нитрильный каучук - синтетический материал, который получается полимеризацией бутадиена с акрилонитрилом. Альтернативные названия: в РФ – нитрил, БНК (НБК), нитрильный каучук; международные - NBR, Buna-N, выпускается под торговыми марками Perbunan, Nipol, Krynac and Europrene. По своим характеристикам cоответствует группам резины 1, 2, 3 по ГОСТ 18829-73. Наиболее распространенные наменования - нитрил, NBR.

Назначение:	использование в стандартных условиях и при низких температурах
Материал:	бутадиеннитрильный каучук (NBR)
Твердость по Шору:	70 единиц
Цвет:	черный
Максимальная рабочая температура (непрерывно):	100°C
Минимальная рабочая температура:	−30°C

Основные достоинства, важные с точки зрения примений, связанных уплотнением с вакуумных соединений:

• высокая эластичность и низкая остаточная деформация;
• высокая устойчивость к набуханию по отношению к минеральным маслам (в том числе к маслам, использующимся в качестве рабочей жидкости в вакуумных насосах), бензолам и жирам;
• высокая стойкость к истиранию (износостойкость), поэтому материал применим и в качестве статических, и в качестве динамических уплотнений);
• относительно несложная технология производства и, как следствие, низкая стоимость;
• хорошая устойчивость к алифатическим углеводородам (пропан, бутан, бензины неэтилированные), воде, хладагентам групп HFA, HFB, HFC, большому количеству разбавленных кислот и щелочей, солевым растворам при комнатной температуре, дизельному топливу с содержанием ароматических углеводородов не более 40%

Не рекомендуется использовать нитрил в случае присутствия в откачиваемой среде:

• Ароматических углеводородов (толуол, бензол);
• Этилированных бензинов;
• Силиконовых масел и жиров;
• Хлорированных углеводородов (трихлор-, перхлорэтиленов);
• Жидкостей на гликолевой основе;
• Хладагентов группы HFD;
• Этиловых, бутиловых и др. эфиров

Недостатками нитрила являются:

• Слабая стойкость к повышенным температурам. Температурный диапазон применения NBR: от -30°С до +100°С (кратковременно до +120°С). В кислородсодержащей атмосфере (в т.ч. воздухе) примерно с 80°С начинается старение. При высоких температурах старение ускоряется (материал твердеет и дает трещины).
• Низкая устойчивостью к озону, воздействию атмосферы и старению (необходимо соблюдать условия хранения);
• Степень набухания может находится в сильной зависимости от состава и типа синтетического масла.

Viton® - торговая марка, принадлещащая корпорации DuPont, которая создала это семейство материалов. Альтернативные наименования материала: в РФ - витон, ФК, СКФ26 (Viton A), фторкаучук, фторэластомер; по стандарту ISO – FPM; по классификации ASTM (American Society for Testing and Materials) - FKM. Наиболее распространенные наменования - витон, FKM.

Витон представляет собой семейство синтетических фторорганических каучуков, получаемых полимеризацией винилиденфторида с гексафторпропиленом, трифторхлорэтиленом или перфторметилвиниловым эфиром.

Назначение:	использование в стандартных условиях и при высоких температурах
Материал:	фторированный каучук (фторкаучук) (FKM)
Твердость по Шору:	70 единиц
Цвет:	коричневый или черный
Максимальная рабочая температура (непрерывно):	200°C
Минимальная рабочая температура:	−18°C

Основными достоинствами витона, обусловившими его широкое применение в качестве вакуумных уплотнений, являются:

• Низкая проницаемость для широкого спектра веществ;
• Очень низкая остаточная деформация при сжатии, способность сохранять эластичность неограниченно долгое время, высокая износостойкость и, как следствие, возможность использования витона как в динамических, так и статических уплотнениях;
• Устойчивость к воздействию большего количества жидкостей и химикатов, в том числе отличная стойкость к маслам, топливу, смазкам, большинству минеральных кислот и алифатических ароматических углеводородов (метан, этилен, ацетилен и др.);
• Основные свойства сохраняются при высоких температурах (продожительно – до 204°С, периодически может выдерживать кратковременный нагрев – до 300°С), в том числе низкую остаточную деформацию при сжатии и устойчивость к маслам и химическим веществам. В таблице (см. ниже) приведена зависимость времени деградации свойств витона от продолжительности выдержки при постоянной температуре.
• При низких температурах сохраняет свойства в динамических уплотнениях до -18°С, в статических – до -54°С

Кроме того, витон обладает исключительной стойкостью к возгоранию, окислению, УФ излучению, погодным условиям, грибку и плесени, при относительно низких напряжениях и низких частотах имеет хорошие электрические свойства.

Однако витон не рекомендуется использовать в случае присутствия в откачиваемой среде:

• жидкостей и паров углеводородов с низким молекулярным весом (например, эфиров);
• щелочей и их паров в высокой концентрации;
• аммиака и его производных (аминов).

Общими недостатками фторкаучуков являются высокая стоимость и опасность выделения токсичных газов и паров при воздействии сверхвысоких температур.

Температура, °C Время деградации, час 232 3000 260 1000 288 240 316 48

Зависимость времени деградации витонового уплотнения от температуры эксплуатации (по данным DuPont)

Сохраняя все достоинства витона, уплотнения из FFKM с одной стороны имеют уникальные упругие свойства и термическую стабильность, с другой стороны – высокую химическую инертность, сравнимую с химической инертностью тефлона (PTFE, фторопласт). Уплотнения FFKM устойчивы к воздействию более 1800 химических веществ, включая химически активные газы и плазму, щелочи, кислоты и растворители. Уплотнения из FFKM имеют длительный срок службы и существенно уменьшают степень загрязнения технологических процессов, что особенно важно в полупроводниковых технологиях. Общий недостаток FFKM – высокая стоимость (в разы превосходит стоимость витона).

Назначение:	использование в условиях агрессивных сред и / или высоких температур
Материал:	перфторированный каучук (FFKM)
Твердость по Шору:	75 единиц
Цвет:	белый
Максимальная рабочая температура (непрерывно):	260°C
Минимальная рабочая температура:	−10°C

• стойкость в плазме фторсодержащих газов, минимальное образование частиц при воздействии плазмы, материал разработан для использования в оборудовании, предназначенном для сухого травления в том числе в реактивных газах.
• отличная механическая прочность, материал хорошо подходит как для статических, так и для динамических уплотнений (седла затворов, клапанов, уплотнения крышки или двери вакуумных камер)
• Максимальная рабочая температура (непрерывный нагрев) до 260°C, минимальная рабочая температура -10оС.

Сохраняя все достоинства витона, уплотнения из FFKM с одной стороны имеют уникальные упругие свойства и термическую стабильность, с другой стороны – высокую химическую инертность, сравнимую с химической инертностью тефлона (PTFE, фторопласт). Уплотнения FFKM устойчивы к воздействию более 1800 химических веществ, включая химически активные газы и плазму, щелочи, кислоты и растворители. Уплотнения из FFKM имеют длительный срок службы и существенно уменьшают степень загрязнения технологических процессов, что особенно важно в полупроводниковых технологиях. Общий недостаток FFKM – высокая стоимость (в разы превосходит стоимость витона).

Назначение:	использование в условиях агрессивных сред и / или высоких температур
Материал:	перфторированный каучук (FFKM)
Твердость по Шору:	75 единиц
Цвет:	черный
Максимальная рабочая температура (непрерывно):	260°C
Минимальная рабочая температура:	−10°C

• высокая стойкость к агрессивным жидкостям и их парам, кислотам, основаниям (щелочам) и аминам (производным аммиака), минимальное образование частиц при воздействии таких агрессивных сред;
• сверхнизкая остаточная деформация при сжатии, хорошо подходит как для статических, так и для динамических применений (седла клапанов, затворов, уплотнения валов и т.п.), в том числе во влажных агрессивных средах;
• Максимальная рабочая температура (непрерывный нагрев) до 260°C, минимальная рабочая температура −10°С.

Сохраняя все достоинства витона, уплотнения из FFKM с одной стороны имеют уникальные упругие свойства и термическую стабильность, с другой стороны – высокую химическую инертность, сравнимую с химической инертностью тефлона (PTFE, фторопласт). Уплотнения FFKM устойчивы к воздействию более 1800 химических веществ, включая химически активные газы и плазму, щелочи, кислоты и растворители. Уплотнения из FFKM имеют длительный срок службы и существенно уменьшают степень загрязнения технологических процессов, что особенно важно в полупроводниковых технологиях. Общий недостаток FFKM – высокая стоимость (в разы превосходит стоимость витона).

Назначение:	использование в условиях агрессивных сред и / или высоких температур
Материал:	перфторированный каучук (FFKM)
Твердость по Шору:	75 единиц
Цвет:	белый
Максимальная рабочая температура (непрерывно):	280°C
Минимальная рабочая температура:	−10°C

• низкий коэффициент поглощения ИК излучения при высоких температурах (т.е. высокая стойкость к ИК излучению), минимальное образование частиц при воздействии высоких температур
• хорошо деформируется, т.е. подходит для приложений, в которых нельзя прилагать большие усилия для обеспечения надежного уплотнения (например, для компрессионного уплотнения кварцевых труб), а также для любых уплотнений, эксплуатирующихся в статических условиях
• Максимальная рабочая температура (непрерывный нагрев) до 280°C, минимальная рабочая температура −10°С.

Сохраняя все достоинства витона, уплотнения из FFKM с одной стороны имеют уникальные упругие свойства и термическую стабильность, с другой стороны – высокую химическую инертность, сравнимую с химической инертностью тефлона (PTFE, фторопласт). Уплотнения FFKM устойчивы к воздействию более 1800 химических веществ, включая химически активные газы и плазму, щелочи, кислоты и растворители. Уплотнения из FFKM имеют длительный срок службы и существенно уменьшают степень загрязнения технологических процессов, что особенно важно в полупроводниковых технологиях. Общий недостаток FFKM – высокая стоимость (в разы превосходит стоимость витона).

Назначение:	использование в условиях агрессивных сред и / или высоких температур
Материал:	перфторированный каучук (FFKM)
Твердость по Шору:	75 единиц
Цвет:	черный
Максимальная рабочая температура (непрерывно):	280°C
Минимальная рабочая температура:	−10°C

• сверхнизкая остаточная деформация при сжатии, в том числе при высоких температурах, уплотнение сохраняет герметичность, как в условиях высоких температур, так и в условиях циклического изменения температуры.
• высокая герметичность уплотнения в динамических приложениях, низкое трение (хорошо подходит, например, для уплотнения вала во вводах вращения и т.п.)
• Максимальная рабочая температура (непрерывный нагрев) до 280°C, минимальная рабочая температура −10°С.