Силикон – это разновидность синтетического каучука. Созданный на основе высокомолекулярных полимеров, он обладает превосходной стойкостью к высоким и низким температурам (от -60 до +300 °С), хорошими диэлектрическими свойствами, низкой остаточной деформацией при сжатии, невосприимчивостью к кислороду и озону.
По сравнению с другими эластомерами, силиконы характеризуются более высокой проницаемостью газов и являются негорючими. Их часто используют в качестве материала для уплотнений, а также основы смазок, компаундов и герметиков.
Рассмотрим методы производства силиконовых уплотнений, их особенности, сферы применения и способы продления срока службы.
Как производят силиконовые уплотнения?
Силиконовые уплотнения чаще всего получают путем вулканизации жидкого силикона. Процесс проходит в больших горизонтальных цилиндрах с паровыми «рубашками» и плотно подогнанными крышками.
Для ускорения процедуры традиционно применяют органические пероксиды, т.к. они легко разлагаются при определенных температурах.
Вулканизация идет непрерывно под действием горячего воздуха. Средняя температура в цилиндрах – +280 °С. Чем выше этот показатель, тем быстрее уплотнитель приобретает стабильную форму (при +350 °С это занимает всего несколько секунд).
За вулканизацией следует отжиг. Это процесс может быть прерывистым (в печи с циркуляцией воздуха) или непрерывным (в специальном нагревательном канале). Окончательный этап – охлаждение силиконовых уплотнений.
Существуют также другой способ вулканизации силикона – аддиционный с применением платинового катализатора. В изделиях, полученных данным методом, содержатся только низкомолекулярные полисилоксаны, не оказывающие токсического действия.
Преимущества и сферы применения силиконовых уплотнений
Силиконовые уплотнения устойчивы не только к низким и высоким температурам, но и к различным химическим средам: минеральным маслам и смазкам, топливам, солевым растворам и спиртам, слабым растворам кислот и щелочей, негорючим гидравлическим жидкостям HSD.
Помимо широкого диапазона рабочих температур и химической стойкости, важнейшими преимуществами силиконовых уплотнителей являются:
- Водонепроницаемость (уплотнения не разъедаются ни морской, ни технической водой)
- Устойчивость к озону, ультрафиолету, электрическому полю
- Нетоксичность (экологическая чистота)
- Способность к растяжению (до 200 %)
- Небольшая остаточная деформация
- Газонепроницаемость (лучше, чем у резины)
- Эстетичный внешний вид
- Отсутствие запаха
Благодаря таким свойствам силиконовые уплотнители применяются во всевозможных областях индустрии. Термостойкие силиконы, к примеру, используют в хлебопекарных печах, сушильных шкафах, коптильнях; морозостойкие – в холодильных и морозильных камерах и т. д.
Благодаря биологической инертности и безопасности для человека силиконовые уплотнения распространены в медицинской отрасли.
Не менее широко они используются для различного упаковочного оборудования, выступают в качестве изоляционного материала в тепло- и газовыводящей аппаратуре, герметизируют трубы холодного и горячего водоснабжения.
В автомобилях силиконовые уплотнители применяются для более герметичной установки клапанной крышки и поддона. В быту кольца и профили из силикона можно найти в сантехнических изделиях, стиральных машинах, душевых кабинах, оконных системах.
Невосприимчивые к электричеству силиконовые уплотнения подходят для изоляции монтажных проводов, электрооборудования и т. д.
Из слабых сторон силиконовых уплотнителей можно выделить их относительно низкие показатели прочности на разрыв и стойкости к истиранию. Именно поэтому их не рекомендуется применять для герметизации активно движущихся и высоконагруженных соединений.
Кроме того, уплотнения из силикона не устойчивы к концентрированным кислотам и щелочам, простым и сложным эфирам, алифатическим и ароматическим углеводородам, водяному пару с температурой выше +100 °C.
Материалы для обслуживания уплотнений
Продлить срок службы силиконовых уплотнителей помогают специальные смазки, нейтральные к эластомерам.
Наиболее востребованные материалы выпускает российская компания "Эффективный Элемент". Многоцелевая смазка EFELE SG-311 и универсальное масло EFELE MO-843 совместимы c большинством эластомеров. Они защищают их от потери эластичности, высыхания, растрескивания.
EFELE SG-311 устойчива к экстремально низким температурам и вымыванию водой. Масло отвечает самым строгим требованиям пищевой безопасности и может применяться для обработки тех уплотнений, которые напрямую контактируют с продуктами питания.
Срок службы силиконовых уплотнений
Ресурс силиконовых уплотнений зависит от многих внешних факторов. В наиболее агрессивных условиях и без дополнительного смазывания они могут выйти из строя за 12-14 месяцев (или еще раньше).
Нужно отметить, что температуры до +150 °С практически не влияют на состояние силикона. Если уплотнители смазаны, не испытывают механических воздействий и экстремального нагрева, то могут проработать до 10 лет.
На сохранность силиконовых уплотнений значительное влияние оказывает наличие вокруг воздуха. Несмотря на то, что силикон атмосфероустойчив, под влиянием кислорода он быстрее теряет свою форму, чем в закрытых системах. Из-за этого силиконовый уплотнитель хуже обеспечивает герметичность соединения и чаще требует замены.
При выборе силиконовых уплотнений необходимо уметь отличать от дешевых и недолговечных изделий из поливинилхлорида (ПВХ). Визуально они очень похожи. Для проверки качества уплотнитель поджигают: если он быстро горит и оставляет черную сажу, значит сделан из ПВХ. Такой материал служит гораздо меньше силикона и не обеспечивает должную герметичность соединениям.