Materiālu raksturojums un mehāniskā veiktspēja
Galvenā poliuretāna priekšrocība blīvēšanas lietojumos ir tā izcilā nodilumizturība un stiepes izturība. Dinamiskā blīvējuma lietojumos, piemēram, hidrauliskajos cilindros un pneimatiskajos izpildmehānismos, PU blīves uzrāda ievērojami zemāku nodiluma ātrumu salīdzinājumā ar standarta nitrila (NBR) vai fluoroglekļa (FKM) elastomēriem. Materiāla augstā plīsuma izturība padara to ļoti izturīgu pret izspiešanu dziedzeru spraugās zem augsta spiediena, bieži vien novēršot vajadzību pēc atsevišķiem pret-izspiešanas rezerves gredzeniem sistēmās, kas darbojas zem 30 MPa.
Poliuretānam ir arī lieliska elastība un zems kompresijas komplekts, kas ļauj blīvējumam uzturēt kontakta spiedienu ilgstoši statiskas vai dinamiskas darbības laikā. PU blīvējumu Shore cietība parasti svārstās no 70A līdz 95A, ar cietākām šķirnēm, kas nodrošina lielāku ekstrūzijas izturību, un mīkstākām šķirnēm nodrošina labāku blīvējumu pie zemāka spiediena. Turklāt PU demonstrē spēcīgu saderību ar naftas-hidrauliskajām eļļām, smērvielām un alifātiskajiem ogļūdeņražiem, padarot to ideāli piemērotu tradicionālajām šķidruma barošanas sistēmām.
Temperatūras un vides ierobežojumi
Neskatoties uz tā mehānisko pārākumu, poliuretānam ir īpaši vides ierobežojumi, kas ir jāievēro. Standarta poliestera{1}} bāzes poliuretāni efektīvi darbojas temperatūras diapazonā no -40 grādi līdz +100 grādiem ar īslaicīgu maksimumu līdz 120 grādiem. Pārsniedzot šo diapazonu, materiāls sāk piedzīvot paātrinātu degradāciju un elastības zudumu.
Poliestera{0}}bāzes poliestera būtiska ievainojamība ir hidrolīze. Vidēs ar augstu mitruma līmeni, karstu ūdeni vai tvaiku polimēru ķēdes esteru saites sabojājas, izraisot ātru mehāniskās integritātes zudumu. Lietojumprogrammām, kas saistītas ar hidrauliskiem šķidrumiem uz ūdens- vai augsta-mitruma vidēm, inženieriem ir jānorāda poliuretāni uz poliētera- bāzes, kas nodrošina izcilu hidrolītisko stabilitāti. Turklāt, lai gan PU iztur ozona un UV noārdīšanos labāk nekā daudzi elastomēri, ilgstošas tiešas saules gaismas vai ekstremālos laikapstākļos joprojām ir nepieciešams pievienot stabilizatorus.
Ražošanas procesi un formulējumi
Poliuretāna blīvgredzeni tiek ražoti, izmantojot divus primāros ražošanas veidus: termoplastiskā poliuretāna (TPU) iesmidzināšanu un liešanas poliuretāna (CPU) apstrādi. TPU apstrādā, izmantojot augstspiediena-spiediena iesmidzināšanu, kas ļauj ražot lielu-standarta O-gredzenus un pielāgotus profilus ar stingrām pielaidēm. CPU, no otras puses, tiek ieliets veidnēs un sacietē, pēc tam tiek apstrādāts precīziem izmēriem. Lietais poliuretāns parasti piedāvā izcilas mehāniskās īpašības, lielāku blīvumu un labāku veiktspēju augsta-spiediena lietojumos, taču ar augstāku cenu un ilgāku izpildes laiku.
Izšķirīga loma ir arī formulēšanas ķīmijai. Ražotāji var pielāgot mīksto segmentu (poliolu) un cieto segmentu (izocianātu) attiecību, lai pielāgotu blīvējuma cietību, elastību un ķīmisko izturību. Ir iekļautas tādas piedevas kā plastifikatori, antioksidanti un UV stabilizatori, lai pagarinātu kalpošanas laiku īpašos darbības apstākļos.
Pieteikumi nozarē un atlases vadlīnijas
Poliuretāna blīvgredzeni galvenokārt tiek izmantoti{0}}smagas slodzes rūpnieciskos lietojumos. Celtniecības un lauksaimniecības iekārtās PU virzuļu un stieņu blīvslēgi iztur ārkārtēju spiedienu un abrazīvo piesārņojumu, kas raksturīgs mobilajai hidraulikai. Automobiļu nozarē PU izmanto transmisijas sistēmās, amortizatoros un arvien vairāk elektrisko transportlīdzekļu siltuma vadības sistēmās, pateicoties tā dielektriskajām īpašībām un izturībai pret specializētiem dzesēšanas šķidrumiem.
Izvēloties poliuretāna blīvgredzenu, inženieriem ir jānovērtē četri galvenie parametri: darba spiediens, temperatūras diapazons, šķidruma savietojamība un dinamiskais un statiskais pielietojums. Augstspiediena sistēmām, kas pārsniedz 30 MPa, ir ieteicamas cietākas PU kategorijas (90A–95A) vai liets poliuretāns. Dinamiskām turp un atpakaļ virzāmām blīvēm savienojošās aparatūras virsmas apdare ir ļoti svarīga; PU nepieciešams virsmas raupjums Ra 0,2–0,8 µm, lai novērstu abrazīvu nodilumu.
Ir svarīgi arī pārbaudīt ķīmisko saderību. Lai gan PU ir izcils minerāleļļu vidē, tas nav saderīgs ar stiprām skābēm, bāzēm un polāriem šķīdinātājiem, piemēram, ketoniem un esteriem. Ķīmiskās saderības diagrammu savstarpēja-atsauce ar konkrēto PU sastāvu ir obligāts solis atlases procesā.
Secinājums
Poliuretāna blīvgredzeni ir augstas{0}}veiktspējas risinājums prasīgiem mehāniskiem un hidrauliskiem lietojumiem. To nepārspējamā nodilumizturība un slodzes-nestspēja padara tos neaizstājamus smagajā rūpniecībā. Tomēr to veiksmīgai lietošanai ir nepieciešama rūpīga izpratne par materiālu ierobežojumiem, jo īpaši attiecībā uz temperatūru un hidrolīzi. Saskaņojot pareizo PU formulu un ražošanas procesu ar konkrētiem darbības parametriem, inženieri var sasniegt ilgāku blīvējuma kalpošanas laiku, samazināt uzturēšanas izmaksas un uzlabot sistēmas uzticamību.