Guma EPDM, NBR, czy SBR? Jak wybrać najlepszy materiał na uszczelkę?

uszczelki epdm
uszczelki NBR

Uszczelki gumowe odgrywają kluczową rolę w wielu branżach, od motoryzacji, przez przemysł, aż po budownictwo. Wybór odpowiedniego materiału uszczelki ma ogromne znaczenie dla efektywności i trwałości całego systemu. Na rynku dostępnych jest wiele rodzajów gum, ale najczęściej stosowane to EPDM, NBR i SBR. Jakie są różnice między nimi i który materiał będzie najlepszy dla Twojej aplikacji? Przeanalizujmy każdą z tych gum pod kątem ich właściwości i zastosowań.

uszczelki epdm 2

1. Guma EPDM – wyjątkowa odporność na warunki atmosferyczne i chemiczne

Guma EPDM, czyli etyleno-propyleno-dienowy monomer, jest jednym z najbardziej wszechstronnych materiałów gumowych. Jej właściwości sprawiają, że znajduje zastosowanie w wielu branżach, od motoryzacyjnej po budowlaną. Jednak głównym atutem EPDM jest jej wyjątkowa odporność na różne czynniki atmosferyczne.

Zobacz również: Uszczelki EPDM

Odporność na promieniowanie UV i ozon

W wielu aplikacjach zewnętrznych materiał jest narażony na działanie promieniowania UV oraz ozonu, które mogą prowadzić do jego degradacji. W przypadku innych gum, takich jak SBR czy NBR, bez odpowiednich dodatków, te czynniki mogą powodować pęknięcia i utratę elastyczności. EPDM jednak wyróżnia się wyjątkową stabilnością w takich warunkach, dzięki czemu utrzymuje swoje właściwości mechaniczne przez wiele lat, nawet w najbardziej wymagających środowiskach.

Zastosowania EPDM w trudnych warunkach

EPDM jest często wybierany do uszczelnień zewnętrznych, np. w systemach dachowych, gdzie gumowe elementy są narażone na bezpośrednie działanie słońca i opadów atmosferycznych. Uszczelki EPDM stosowane są także w systemach okiennych, gdzie ich elastyczność pozwala na kompensację ruchów materiałów (np. w wyniku rozszerzania się metalu pod wpływem temperatury) bez utraty szczelności. W motoryzacji EPDM znajduje szerokie zastosowanie w uszczelkach drzwi, szyb i bagażników, ponieważ jego odporność na ozon i warunki atmosferyczne sprawia, że nawet po latach użytkowania nie traci elastyczności.

Odporność
chemiczna

EPDM jest materiałem odpornym na działanie wielu chemikaliów, w tym rozcieńczonych kwasów, zasad oraz alkoholi. To sprawia, że znajduje zastosowanie w instalacjach hydraulicznych, gdzie może mieć kontakt z wodą, a także w środowiskach przemysłowych, gdzie występują agresywne substancje chemiczne. Jednak ważne jest, aby pamiętać, że EPDM nie nadaje się do kontaktu z olejami mineralnymi, paliwami czy rozpuszczalnikami węglowodorowymi, ponieważ może to prowadzić do szybkiej degradacji materiału.

Zastosowania w branży energetycznej i ciepłowniczej

W przypadku sieci ciepłowniczych oraz instalacji energetycznych, EPDM jest często wybierany jako materiał na uszczelki w systemach, gdzie kluczowa jest odporność na wysokie temperatury i wilgoć. W zastosowaniach ciepłowniczych, gdzie temperatura czynnika może wynosić nawet 100°C, EPDM utrzymuje swoje właściwości elastyczne i szczelność, co zapewnia bezawaryjną pracę instalacji.

Limity EPDM – niska odporność na oleje i paliwa

Mimo wielu zalet guma EPDM ma swoje ograniczenia. Największym z nich jest brak odporności na oleje i paliwa, co wyklucza ten materiał z zastosowań w systemach, gdzie są one obecne. W takich przypadkach konieczne jest użycie innych rodzajów gumy, takich jak NBR, które są przystosowane do pracy w takich środowiskach.

uszczelki NBR 2

2. Guma NBR – lider w odporności na oleje, paliwa i smary

Guma NBR, czyli akrylonitrylo-butadienowy kauczuk, to materiał znany przede wszystkim ze swojej wyjątkowej odporności na oleje, paliwa oraz inne węglowodorowe substancje. Dzięki temu jest powszechnie stosowany w branży motoryzacyjnej, petrochemicznej, a także w hydraulice i pneumatyce.

Sprawdź: Uszczelki NBR

Unikalna struktura chemiczna NBR

Guma NBR zawiera duży udział akrylonitrylu, który odpowiada za jej doskonałą odporność na oleje. W zależności od proporcji akrylonitrylu w mieszance, można uzyskać różne poziomy odporności na paliwa i oleje. Im większy udział akrylonitrylu, tym lepsza odporność chemiczna, jednak materiał staje się wtedy bardziej sztywny i mniej elastyczny w niskich temperaturach. Dlatego, wybierając odpowiednią mieszankę NBR, należy brać pod uwagę warunki temperaturowe, w jakich uszczelka będzie pracować.

Zastosowania w motoryzacji i hydraulice

Guma NBR jest materiałem wybieranym do produkcji uszczelnień w systemach hydraulicznych, ponieważ jej odporność na oleje hydrauliczne, smary oraz inne płyny eksploatacyjne jest niezrównana. Uszczelki NBR stosowane są w pompach, zaworach, tłokach oraz innych elementach maszyn, gdzie odporność na smary i wytrzymałość mechaniczna są kluczowe. W motoryzacji, NBR znajduje zastosowanie w uszczelkach układów paliwowych, zbiornikach oraz przewodach, gdzie wymagane jest, aby uszczelki były odporne na benzynę, olej napędowy oraz różne smary. Ze względu na szeroki zakres zastosowań, NBR stał się standardem w przemyśle, gdzie kontakt z węglowodorami jest codziennością.

Zakres temperatur i odporność mechaniczna

NBR oferuje dobrą wytrzymałość mechaniczną w temperaturach od -30°C do +100°C, co sprawia, że jest stosowany w wielu różnych środowiskach pracy. W przypadku bardziej wymagających aplikacji możliwe jest stosowanie mieszanek NBR o wyższej odporności na temperaturę, co rozszerza zakres użytkowania tego materiału.

Ograniczenia NBR – niska odporność na warunki atmosferyczne

Chociaż NBR jest doskonały do pracy w kontakcie z olejami, smarami i paliwami, jego odporność na czynniki atmosferyczne pozostawia wiele do życzenia. Guma ta nie jest odporna na promieniowanie UV ani ozon, co oznacza, że nie nadaje się do długotrwałych zastosowań zewnętrznych bez odpowiednich dodatków ochronnych. W przeciwnym razie może dochodzić do pękania oraz szybkiej degradacji materiału.

3. Guma SBR – wszechstronny i ekonomiczny materiał

SBR (kauczuk butadienowo-styrenowy) to jeden z najbardziej rozpowszechnionych materiałów gumowych, głównie ze względu na jego wszechstronność oraz niski koszt produkcji. Mimo że nie oferuje tak wysokiej odporności chemicznej jak NBR ani takiej odporności na warunki atmosferyczne jak EPDM, SBR znajduje szerokie zastosowanie w wielu aplikacjach.

Zobacz także: Uszczelki gumowe

Właściwości SBR

Guma SBR charakteryzuje się dobrą wytrzymałością mechaniczną oraz odpornością na ścieranie, co sprawia, że jest stosowana w miejscach narażonych na duże obciążenia mechaniczne, np. w produkcji opon, podkładek, amortyzatorów czy odbojnic. Jego elastyczność oraz wytrzymałość na rozciąganie sprawiają, że jest odpowiednim materiałem do wielu ogólnych zastosowań przemysłowych.

Ekonomiczność materiału

Jednym z głównych atutów SBR jest niski koszt produkcji, co czyni go atrakcyjnym wyborem do zastosowań, gdzie odporność chemiczna i pogodowa nie są kluczowe. W takich aplikacjach SBR może być używany jako tańsza alternatywa dla bardziej specjalistycznych gum, takich jak NBR czy EPDM.

Ograniczenia SBR – niska odporność na oleje i warunki atmosferyczne

Podobnie jak EPDM, guma SBR nie jest odporna na oleje i paliwa, co wyklucza jej zastosowanie w systemach, gdzie występują te substancje. Ponadto, jej odporność na promieniowanie UV oraz ozon jest ograniczona, co sprawia, że nie jest idealnym wyborem do zastosowań zewnętrznych bez odpowiednich dodatków ochronnych.

Inne istotne aspekty wyboru materiału uszczelki

Poza podstawowymi właściwościami fizycznymi i chemicznymi poszczególnych materiałów, warto wziąć pod uwagę kilka innych czynników, które mogą wpłynąć na wybór odpowiedniej gumy do uszczelki.

Odporność na temperatury

Jednym z najważniejszych parametrów, który należy uwzględnić, jest temperatura pracy uszczelki. Gumy mają różne zakresy temperatur, w których mogą efektywnie pracować. Na przykład EPDM doskonale sprawdza się w warunkach wysokich i niskich temperatur (-40°C do +120°C), co sprawia, że jest popularny w przemyśle budowlanym oraz motoryzacyjnym. NBR, chociaż mniej elastyczny w bardzo niskich temperaturach, pozostaje stabilny w kontakcie z olejami w temperaturach do +100°C. Z kolei SBR, mimo że jest tańszy, nie nadaje się do ekstremalnych warunków temperaturowych.

Twardość gumy i elastyczność

Innym ważnym czynnikiem jest twardość materiału, która wpływa na jego elastyczność i zdolność do kompensacji ruchów elementów, między którymi znajduje się uszczelka. Gumy o wyższej twardości są bardziej odporne na ścieranie, ale mogą być mniej elastyczne w niższych temperaturach, co jest istotnym czynnikiem w przypadku aplikacji narażonych na zmienne warunki klimatyczne.

Procesy produkcyjne i dodatki

Na jakość uszczelki z gumy wpływa także proces produkcji oraz stosowane dodatki. W zależności od mieszanki gumowej, można poprawić niektóre właściwości materiału, np. odporność na promieniowanie UV, twardość lub elastyczność w niskich temperaturach. Warto pamiętać, że choć SBR, EPDM i NBR mają swoje bazowe właściwości, to poprzez odpowiednią modyfikację można je dostosować do specyficznych wymagań aplikacji.

Środowisko pracy – kluczowy czynnik

Środowisko, w jakim będzie pracować uszczelka, odgrywa decydującą rolę w wyborze odpowiedniego materiału. Czynniki takie jak obecność agresywnych chemikaliów, warunki pogodowe, intensywne działanie promieniowania UV lub konieczność pracy w obecności olejów i smarów wymagają zastosowania specyficznej gumy. Dlatego, zanim dokonasz wyboru, warto dokładnie przeanalizować warunki eksploatacji.

Odporność na temperatury

Jednym z najważniejszych parametrów, który należy uwzględnić, jest temperatura pracy uszczelki. Gumy mają różne zakresy temperatur, w których mogą efektywnie pracować. Na przykład EPDM doskonale sprawdza się w warunkach wysokich i niskich temperatur (-40°C do +120°C), co sprawia, że jest popularny w przemyśle budowlanym oraz motoryzacyjnym. NBR, chociaż mniej elastyczny w bardzo niskich temperaturach, pozostaje stabilny w kontakcie z olejami w temperaturach do +100°C. Z kolei SBR, mimo że jest tańszy, nie nadaje się do ekstremalnych warunków temperaturowych.

Twardość gumy i elastyczność

Innym ważnym czynnikiem jest twardość materiału, która wpływa na jego elastyczność i zdolność do kompensacji ruchów elementów, między którymi znajduje się uszczelka. Gumy o wyższej twardości są bardziej odporne na ścieranie, ale mogą być mniej elastyczne w niższych temperaturach, co jest istotnym czynnikiem w przypadku aplikacji narażonych na zmienne warunki klimatyczne.

Procesy produkcyjne i dodatki

Na jakość uszczelki z gumy wpływa także proces produkcji oraz stosowane dodatki. W zależności od mieszanki gumowej, można poprawić niektóre właściwości materiału, np. odporność na promieniowanie UV, twardość lub elastyczność w niskich temperaturach. Warto pamiętać, że choć SBR, EPDM i NBR mają swoje bazowe właściwości, to poprzez odpowiednią modyfikację można je dostosować do specyficznych wymagań aplikacji.

Środowisko pracy – kluczowy czynnik

Środowisko, w jakim będzie pracować uszczelka, odgrywa decydującą rolę w wyborze odpowiedniego materiału. Czynniki takie jak obecność agresywnych chemikaliów, warunki pogodowe, intensywne działanie promieniowania UV lub konieczność pracy w obecności olejów i smarów wymagają zastosowania specyficznej gumy. Dlatego, zanim dokonasz wyboru, warto dokładnie przeanalizować warunki eksploatacji.

Przykłady specyficznych zastosowań uszczelek

Poniżej przedstawiamy kilka przykładów zastosowań uszczelek z poszczególnych materiałów, które ilustrują, jak różne właściwości EPDM, NBR i SBR wpływają na ich praktyczne użycie.

Przemysł motoryzacyjny

W przemyśle motoryzacyjnym kluczowe są zarówno właściwości mechaniczne, jak i odporność chemiczna materiału. Uszczelki NBR są powszechnie stosowane w silnikach, gdzie kontakt z olejem silnikowym i paliwem jest nieunikniony. Z drugiej strony, uszczelki EPDM stosowane są w systemach klimatyzacyjnych, gdzie wymagane jest odporność na wysokie temperatury i wilgoć.

Przemysł budowlany

W zastosowaniach budowlanych, takich jak uszczelnienia dachowe czy fasadowe, dominują uszczelki z EPDM ze względu na ich odporność na zmienne warunki atmosferyczne, w tym promieniowanie UV, deszcz, mróz i wysokie temperatury latem. W przypadku instalacji wewnętrznych, gdzie nie występuje kontakt z olejami, uszczelki SBR mogą być bardziej ekonomicznym wyborem.

Przemysł chemiczny

W przemyśle chemicznym, gdzie istnieje kontakt z agresywnymi substancjami, uszczelki EPDM znajdują szerokie zastosowanie, zwłaszcza w aplikacjach związanych z wodą i roztworami kwasów lub zasad. W miejscach, gdzie występuje kontakt z olejami lub paliwami, zdecydowanie lepszym wyborem będą uszczelki NBR, które zapewniają wysoką odporność chemiczną.

Jak wybrać najlepszy materiał na uszczelkę?

Wybór odpowiedniego materiału na uszczelkę zależy od wielu czynników, takich jak warunki eksploatacji, kontakt z chemikaliami, temperatura pracy oraz dostępny budżet. Guma EPDM jest idealna do zastosowań zewnętrznych i tam, gdzie wymagana jest odporność na warunki atmosferyczne, podczas gdy NBR jest najlepszym wyborem do kontaktu z olejami i smarami. SBR, mimo niższej odporności na chemikalia i czynniki pogodowe, jest ekonomicznym rozwiązaniem do ogólnych zastosowań przemysłowych.

Decyzja o wyborze odpowiedniego materiału powinna być poprzedzona dokładną analizą warunków, w jakich będzie pracować uszczelka. 

Porównaj również: Uszczelki miedziane vs. granitowe

W razie wątpliwości najlepiej skonsultować się z ekspertem VERMET, który pomoże wybrać materiał o optymalnych właściwościach dla konkretnego zastosowania. Właściwy wybór materiału to gwarancja długotrwałej i niezawodnej pracy uszczelki, co ma kluczowe znaczenie w wielu gałęziach przemysłu.