材質特性&應用產業
目錄
橡膠簡介
EPDM - 乙丙橡膠
結構 | 乙烯-丙烯,以及微量的第三單體 |
比重 | 0.86~0.87 |
姆尼黏度ML1+ (100℃) |
50~150 |
NBR - 丁腈橡膠
結構 | 丁二烯-丙烯腈共聚物 |
比重 | 1.00~1.20 |
姆尼黏度ML1+ (100℃) |
30~100 |
NR - 天然橡膠
結構 | 聚異戊二烯;橡膠樹的乳膠 |
比重 | 0.92 |
姆尼黏度ML1+ (100℃) |
90~150 |
SI,VQM - 矽膠
結構 | 主鍊由矽(-si-o-si)結合 |
比重 | 0.95~0.98 |
姆尼黏度ML1+ (100℃) |
液狀 |
FKM - 氟素橡膠
結構 | 6氟丙烯氟乙烯聚合物 |
比重 | 1.80~1.82 |
姆尼黏度ML1+ (100℃) |
65~180 |
CR - 氯丁二烯橡膠
結構 | 氯丁二烯 |
比重 | 1.15~1.25 |
姆尼黏度 ML1+ (100℃) |
45~120 |
PU,AU,EU - 聚氨酯橡膠
結構 | 聚氨酯 |
比重 | 1.00~1.30 |
姆尼黏度 ML1+ (100℃) |
25~60液狀 |
HNBR - 氫化丁腈橡膠
結構 | 以氫化反應使丁腈橡膠的碳氫鏈達到飽和 |
比重 | 0.95~1.08 |
姆尼黏度ML1+ (100℃) |
50~130 |
以上僅列出常見橡膠之特性,歡迎諮詢其他材質
常見橡膠特性
名稱 | 耐候 | 耐磨耗 | 機械強度 | 耐溫 | 耐油 | 耐水 | 耐酸 | 耐鹼 | 應用低溫 | 應用高溫 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
EPDM - 乙丙橡膠 | 5 | 4 | 2 | 4 | 1 | 5 | 4 | 4 | -55℃ | 125℃ |
NBR - 丁腈橡膠 | 1 | 5 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | -55℃ | 125℃ |
NR - 天然橡膠 | 2 | 5 | 5 | 1 | 1 | 5 | 3 | 1 | -55℃ | 70℃ |
SI,VQM - 矽膠 | 5 | 1 | 2 | 5 | 3 | 4 | 2 | 1 | -50℃ | 200℃ |
FKM - 氟素橡膠 | 5 | 2 | 4 | 5 | 5 | 4 | 4 | 3 | -26℃ | 232℃ |
CR - 氯丁二烯橡膠 | 4 | 4 | 4 | 3 | 3 | 4 | 4 | 5 | -40℃ | 100℃ |
PU,AU,EU - 聚氨酯橡膠 | 4 | 5 | 5 | 2 | 4 | 2 | 1 | 1 | -40℃ | 80℃ |
HNBR - 氫化丁腈橡膠 | 4 | 5 | 5 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | -40℃ | 150℃ |
數字說明:1表示物理或化學屬性表現最差;5表示物理或化學屬性表現最好。
各種橡膠優/缺點
優點
- 具有絕佳的耐氧化、抗臭氧和抗侵蝕的能力,可以承受陽光的照射,因此廣泛應用於戶外環境。
- 眾多橡膠種類中,EPDM比重最低,透過此特性吸收大量填充物/油,而對其特性影響不大,可以生產出成本低廉的橡膠化合物。
- 耐油及抗高壓油、耐化學與耐機械性能優異,是最為廣泛使用的橡膠。
- 對比其他膠類,NBR有更寬廣的使用溫度:長期使用溫度達120℃,最低玻璃化溫度為-55℃。
回彈性好、隔水性佳、高伸長率、高扯斷強度以及絕緣性優良,具備耐磨性,可塑性也佳(分子鏈易斷裂),容易與其他材料粘合。
- 無毒且環保。
- 化學性質穩定,不燃燒,可以應用在隔熱以及散熱,在150°以下幾乎可以永遠使用而無性能變化。
- 可抗UV、具耐熱性、 抗撕裂效果,可以長時間接觸人體內部,提供人體保護性。
具有其它橡膠不可比擬的優異性能:
- 耐高溫性優於矽橡膠。
- 有極佳的耐化學性(MEK、酮類、酯類除外)。
- 耐大部分油及溶劑、耐燃、耐候性及耐臭氧性。
- 良好的物理機械性能、電絕緣性和抗輻射性…等。
- 良好彈性及壓縮變形(物理機械性能比NR – 天然橡膠好)。
- 具防燃、耐燃(著火後能自熄)。
- 抗臭氧、耐候…等特性。
- 耐礦物油類及許多化學物。
- 耐油。
- 耐高壓。
- 機械強度非常卓越。
- 具有優異的耐熱性、耐油性、耐老化、耐寒性、及耐化學性等特點。
- 對於一般汽車燃料用油有極佳的抵抗性(燃料油、冷卻劑、引擎油等)。
缺點
- 不耐高濃度酸類以及油類(汽油、煤油、芳香族、脂肪族烴和鹵化溶劑),建議不可用於食品類或者暴露于芳香氫之中。
- 不可用於食物。
- 產品易噴霜(產品表面起白霧),自黏性與互黏性差。
- 不適合用於極性溶劑(臭氧、酮类、MEK, 硝基烃與氯仿…等)。
- 絕緣性、耐寒及耐臭氧較差,彈性較低。
- 不耐氧、不耐臭氧性。
- 不耐熱。
- 不耐油和耐溶劑性。
- 抗酸能力低。
- 在空氣中易老化。
- 低拉伸強度,不耐高強度撕裂、不耐磨耗。
- 不耐燃料油。
- 不推薦應用在大部分濃縮的溶劑、濃縮酸、油品以及稀釋後的氫氧化鈉中。
- 熱拉伸及熱撕裂性差、高溫水中高壓縮變形。
- 不耐極性溶劑。
- 耐寒性(一般使用溫度範圍為-20~250 ℃)差。
- 耐寒性較差,在低溫時易結晶、硬化。
- 比重較大,相對成本高。
- 電絕緣性不好。
- 加工時易粘滾、易焦燒及易粘模。
- 不耐磷酸酯系液壓油,在苯胺點低的礦物油中膨脹量大。
- 生膠穩定性差,不易保存。
- 不耐高溫。
- 在高濕度的環境之下,造成AU 水解,使其劣化的情況會加速。
價格偏高。
適用產業
- 填充於聚合物,使其改變性質。
- 可以改變配方,增加黏合性。
- 戶外製品應用性佳:體育用品、越野車用零件、汽車密封條、建築密封條。
- 化工設備上的:電纜電線包件、高溫水氣下的密封件、O型環…等。
- 優異的耐油特性,成為耐油應用上的標準彈性體,廣泛應用於汽車、機車、航空航太、石油、石化、…等產業,如:耐油管、O形環、油封、橡膠膜和大型油囊…等。
- 也用於製作膠板和耐磨零件…等。
用途非常廣泛。
- 醫療業:醫療用手套、輸血管、保險套。
- 日常生活可見的:防水靴、雨鞋、鬆緊帶。
- 工業上的運輸帶、避震零件;以及各種輪胎。
- 細菌不易於矽膠上生長,不會污染或腐蝕其他材料。可製作成符合FDA,ISO等醫療產品。
- 優秀的透氣性以及無毒特性,常用於醫療以及體內器官使用。
- 絕緣性佳,在半導體、電子、通訊產業也廣泛使用。
- 由於其耐高溫、抗老化特性,汽車產業、工業也常常見其蹤影。
- 也可作為填充物,改變其他材料特性。
氟橡膠非常適用於高熱、高溫和高化學穩定性的環境。
- 民生產業、航太、汽車業、化學製程與眾多工業皆可應用。
- 含氟量越高,越可應用於更苛刻環境,如:航太、化學製程…等。
主要用於製造要求抗臭氧、耐老化性高的電纜護套及各種防護套、保護罩;耐油、耐化學腐蝕的橡膠管、輸送帶;耐燃的粘結劑等。
「耐磨」、「耐高壓」特性非常優越。
- 通常適用於機械產業,如:液壓缸密封件。高壓電荷電系統。
廣泛應用在汽車工業與煉油業,如密封件、油封、軟管和傳動帶。
備註:
- 矽膠其實不是橡膠,橡膠為有機碳所組成,而矽膠為介於有機與無機之間的聚合物,其主要成分為二氧化矽,故也被稱為矽氧樹脂(polymerized siloxanes或polysiloxanes)。
- FKM一般指含氟量66%的氟橡膠,若有更高需求,可以提高含氟量,藉此提高「抗化性、物理性質」,使之能接受高度侵蝕性的環境,當然售價也會相對提高。
- FKM與FPM的區別:都是氟橡膠的縮寫,FKM:歐洲的拼寫縮寫,FPM:美國的拼寫縮寫。
NBR為丁二烯和ACN(丙烯腈)的共聚物
ACN(丙烯腈)含量高低的影響
ACN含量低
耐永久變形、絕緣性、彈性、低溫彈性、自黏性、包輥溫度
ACN含量高
耐熱性、耐臭氧老化、溶解化參數、玻璃化溫度、耐油性、氣密性、抗靜電性、強度、耐磨性、密度、常溫硬度、加工生熱
ACN含量低
耐永久變形、絕緣性、彈性、低溫彈性、自黏性、包輥溫度
ACN含量高
耐熱性、耐臭氧老化、溶解化參數、玻璃化溫度、耐油性、氣密性、抗靜電性、強度、耐磨性、密度、常溫硬度、加工生熱
NBR可以透過改變ACN的含量來改變NBR特性。
備註:【加工熱性】以及【包輥溫度】為密煉生產時的注意條件。
矽膠VS.塑膠
性能 | 矽膠製品 | 同類塑膠製品 |
---|---|---|
毒/味道 | 無 | 大部分有 |
環保/可降解 | 是 | 否 |
耐寒/防變脆 | 耐寒-40℃,不會變脆 | 耐寒-40℃,變脆 |
燃燒性能 | 330度 | 100~150度 |
耐高溫 | 不易燃,不會產生有害物質 | 易燃,產生有害物質 |
柔軟/柔韌 | 優 | 差 |
不退色/不變黃 | 是 | 否 |
防滑 | 良 | 差 |
彈性/防震 | 優 | 差 |
透明度 | 高 | 高 |
生理惰性/化學穩定性 | 優 | 良 |
耐老化/使用壽命長 | 是 | 是 |
耐磨性 | 良 | 良 |
絕緣性 | 優 | 優 |
防褪色 | 良 | 良 |
備註:仿間上有假冒的矽膠製品,最簡易的辨別方式為「火燒」,若發黑、冒黑煙、焦化則是假品。
因矽膠非是石油產品,避免了因為國際油價浮動所造成的成本漲幅。加上貨源穩定,其【無毒無味、耐高溫以及環保(可再回收)的特性】,使其逐漸取代同性質塑膠產品。
英格所使用的矽膠原料,皆能通過美國FDA認證、SGS認證和歐洲LFGB…等認證,幫助客戶進入各國市場。
生產流程介紹
產品開發流程
Step1
客戶
- 樣品
- 圖紙
- 材料規格
Step2
管理部
- 圖紙
- 客戶批准
- 模具設計
- 模具生產
- 模具檢驗
Step3
管理部
- 樣品生產
- 首件檢驗
- 客戶批准(非必需)
量產流程
Step4
進料組
- 生膠
- 原料進料檢驗
Step5
製程組
- 加硫成型
- 二次加硫
Step6
品管部
- 重點尺寸檢驗
- 外觀檢驗
- 包裝
Step7
客戶
準時交貨
如何選擇原料?
橡膠材質選擇考量因素
使用條件變因
- 橡膠所接觸物質:化學藥劑、酸性、鹼性、油、液體、氣體、固體...等
- 使用溫度區間:最低溫~最高溫
- 壓力區間:橡膠承受壓力的最低壓縮比率
- 使用情境:動態或靜態
產品設計變因
- 公差範圍
- 橡膠與其他配件的組合方式
- 可能產生的化學反應
- 挑選符合成本考量的材質
- 使用期限
材質規範
配合各種國際法規,如:美國ASTM、德國DIN、日本JIS...等
檢驗需求
- 符合雙方要求的檢驗標準
- 決定樣本數量以及需求性