Uszczelki termoplastyczne: PP/EPDM, SEBS, SBS, EVA

Sprawdź naszą ofertę na uszczelki z tworzyw termoplastycznych!

Uszczelki pracujące przy zmiennej temperaturze tracą szczelność stopniowo: materiał relaksuje naprężenia, twardnieje i po kolejnych cyklach nie wraca do pierwotnego kształtu. Dobór zaczyna się więc od pytania, czy aplikacja wymaga, by zastosować uszczelki wysokotemperaturowe z silikonu lub teflonu, czy wystarczy elastomer termoplastyczny o niższym koszcie produkcji. Vermet dostarcza uszczelki termoplastyczne z mieszanek PP/EPDM, SEBS, SBS i EVA, dobierane do warunków pracy instalacji.

Charakterystyka i rodzaje tworzyw termoplastycznych na uszczelki

Tworzywa termoplastyczne łączą elastyczność wulkanizowanych elastomerów z łatwością przetwórstwa typową dla polimerów, stanowiąc nowoczesną bazę dla trwałych uszczelnień technicznych. Elastomery termoplastyczne (TPE) mają budowę dwufazową: twarde domeny termoplastu działają jak węzły sieci, a faza elastomerowa zapewnia sprężystość. Sieciowanie jest fizyczne, a nie chemiczne jak w gumie: po podgrzaniu materiał mięknie, a po schłodzeniu odzyskuje twardość i elastyczność. Uszczelki wykonane z TPE są dostępne w wielu kształtach i rozmiarach, jako profile ciągłe i uszczelki płaskie.

Z tej budowy wynikają właściwości istotne dla konstrukcji:

twardość mieszanek w ofercie od 25 ShA do 40 ShD,
brak wulkanizacji, co skraca cykl produkcji,
barwienie w masie według palety RAL,
górna granica temperatury wyznaczona przez fazę twardą (Tg polistyrenu w SEBS i SBS, topnienie PP w PP/EPDM): powyżej niej rośnie pełzanie i spada siła docisku.

Ostatnia cecha wyznacza podział zadań: uszczelki termoplastyczne pracują w zakresie umiarkowanym, a w wysokich temperaturach stosowane są uszczelki wysokotemperaturowe z silikonu, teflonu lub grafitu.

Mieszanki PP/EPDM, SEBS, SBS oraz EVA

Produkcja uszczelek z tworzyw termoplastycznych wymaga zastosowania zaawansowanych technologii, które zapewniają najwyższą jakość i precyzję wykonania. Nasza firma stosuje najnowsze techniki wtryskowe i wytłaczania, co pozwala na produkcję uszczelek o zróżnicowanych kształtach i rozmiarach, idealnie dopasowanych do wymagań naszych klientów. Oferujemy także uszczelki z tworzyw termoplastycznych w różnych kolorach, zgodnych z paletą RAL, co pozwala na pełne dostosowanie ich do specyfikacji wizualnej danego projektu.

Właściwości termiczne i odporność chemiczna

Odporność termiczna uszczelnień musi uwzględniać nie tylko temperaturę szczytową, ale również degradację materiału pod wpływem wielokrotnych cykli nagrzewania i chłodzenia. Za pracę w wysokich temperaturach w zastosowaniach uszczelniających zwykle uznaje się temperaturę powyżej +150°C, a w przemyśle ciężkim nawet ponad +300°C. Elastomery termoplastyczne pracują poniżej tych progów (PP/EPDM i SEBS wyżej, SBS i EVA niżej), a granice pracy w zależności od gatunku podaje karta techniczna (TDS), dostępna na życzenie przed wyceną.

O trwałości uszczelnienia w trudnych warunkach termicznych decydują:

temperatura pracy ciągłej, a nie tylko wartość chwilowa,
liczba i amplituda cykli grzania i schładzania,
odkształcenie trwałe po ściskaniu (compression set) w temperaturze pracy,
rodzaj medium.

Uszczelka tracąca docisk rzadko pęka od razu. Częściej traci szczelność w miejscach o największym odkształceniu, np. w narożach profilu lub przy otworach montażowych, dlatego trwałość w wysokich temperaturach ocenia się po odkształceniu trwałym. To samo kryterium stosuje się przy doborze, gdy w grę wchodzą uszczelki silikonowe i inne uszczelki wysokotemperaturowe.

Odporność chemiczna PP/EPDM i SEBS obejmuje wodę, roztwory wodne kwasów i zasad oraz detergenty. Ze względu na niepolarną budowę oba materiały pęcznieją w olejach i węglowodorach; przy tych mediach stosowane są uszczelki wykonane z NBR lub FPM (Viton), odporne na węglowodory.

Do ciepłej wody, w instalacjach i urządzeniach grzewczych, stosuje się przede wszystkim uszczelki z EPDM, odporne na wodę i parę wodną; w instalacjach wody pitnej wymagany jest atest PZH lub WRAS. W tym zastosowaniu PP/EPDM przejmuje odporność EPDM na wodę, ale ma niższą granicę temperatury niż guma wulkanizowana, więc przy stałym kontakcie z gorącą wodą decyduje TDS. Powyżej tej granicy z powodzeniem pracują wysokotemperaturowe uszczelki silikonowe.

Porównanie parametrów z silikonem technicznym i PTFE

Silikon i PTFE pokrywają skrajne zakresy temperatur, podczas gdy elastomery termoplastyczne stanowią efektywną alternatywę w średnich i wyższych zakresach pracy do instalacji seryjnych. Jeśli aplikacja wykracza poza możliwości TPE, stosuje się uszczelki wysokotemperaturowe z silikonu lub PTFE, a w ekstremalnych warunkach cieplnych powyżej +300°C z grafitu elastycznego i materiałów ceramicznych. Zestawienie porównuje właściwości dwóch mieszanek TPE z materiałami, z których wykonuje się uszczelki do pracy w wysokich temperaturach:

Parametr	PP/EPDM	SEBS	Silikon techniczny	PTFE
Zakres temperatur	wg TDS mieszanki	wg TDS mieszanki	-60°C do +230°C, warianty specjalne do +300°C	-180°C do +260°C
Sprężystość powrotna	dobra, niskie odkształcenie trwałe	wysoka przy niskiej twardości	wysoka w całym zakresie temperatur	niska, płynięcie na zimno ograniczają wypełniacze (szkło, grafit, brąz)
Oleje i paliwa	odporność ograniczona	odporność ograniczona	odporność umiarkowana	odporność bardzo wysoka
Przetwórstwo	termoplastyczne, bez wulkanizacji	termoplastyczne, bez wulkanizacji	wulkanizacja	spiekanie, obróbka skrawaniem

Uszczelki silikonowe w wersji standardowej, technicznej (zwykle czerwonej), wyróżniają się wysoką odpornością na UV, ozon i ciepło oraz dobrą izolacyjnością elektryczną, a elastyczność zachowują także w niskich temperaturach. Silikon spożywczy (mleczny) nie wydziela zapachu i ma atest FDA do kontaktu z żywnością, dlatego uszczelki silikonowe znajdują zastosowanie w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym. W piecach i komorach suszących uszczelki silikonowe zachowują elastyczność po wielokrotnych cyklach w wysokich temperaturach, a niezawodność uszczelnienia zależy tam od powrotu sprężystego. Wysokotemperaturowe uszczelki silikonowe wykonane z płyt wycina się według rysunku, a profile ciągłe (prostokątne, omega) służą do uszczelniania drzwi i pokryw. Więcej na stronie uszczelki silikonowe. Pozostałe rodzaje uszczelek wysokotemperaturowych pokrywają łącznie zakres do ponad +1000°C, ale każdy materiał ma własną granicę:

aramid: ok. +200-250°C, zależnie od formy i spoiwa,
grafit elastyczny: ok. +450-550°C w powietrzu, wyżej w atmosferze bez tlenu,
włókno szklane: ok. +400-550°C,
mika i ceramika: powyżej +600°C, wybrane gatunki ponad +1000°C.

Wysokotemperaturowe uszczelki grafitowe dobiera się w zależności od atmosfery, ponieważ utlenianie obniża górną granicę pracy grafitu. W kołnierzach wysokociśnieniowych w sektorze energetycznym i petrochemicznym stosuje się uszczelki spiralne (ASME B16.20) wykonane z grafitu i stali.

Zastosowanie przemysłowe uszczelek termoplastycznych

Uszczelnienia z elastomerów termoplastycznych pracują w obudowach maszyn, kanałach wentylacyjnych, urządzeniach suszących oraz aplikacjach wymagających stabilności wymiarowej. W poszczególnych gałęziach przemysłu uszczelki termoplastyczne znajdują zastosowanie tam, gdzie temperatura mieści się w granicach TDS, a medium nie zawiera węglowodorów:

Przemysł maszynowy

Pokrywy i osłony w maszynach pracujących w temperaturze otoczenia, gdzie uszczelka kompensuje nierówności powierzchni i drgania

Wentylacja i klimatyzacja

Kompensuje nierówności powierzchni i drgania, wentylacja i klimatyzacja: kanały i centrale, w których uszczelki z PP/EPDM są odporne na warunki atmosferyczne i kondensat

Urządzenia suszące i grzewcze

Strefy obudowy oddalone od źródła ciepła; komory, w których występują ekstremalne warunki cieplne, wymagają uszczelek silikonowych lub ceramiki

Aparatura procesowa

W przemyśle chemicznym uszczelki TPE pracują z roztworami wodnymi i detergentami; w przemyśle petrochemicznym FPM, grafit lub teflon dobiera się pod konkretny węglowodór, temperaturę i ciśnienie

Żywność i medycyna

W przemyśle spożywczym i ochronie zdrowia stosowane są miękkie gatunki SEBS, przy czym tłuszcze i oleje powodują ich pęcznienie; kontakt z żywnością lub pacjentem wymaga deklaracji zgodności (np. FDA, UE 10/2011, ISO 10993) dla konkretnego gatunku

W ekstremalnych warunkach cieplnych, np. w turbinach, instalacjach parowych i układach wydechowych, wykorzystywane są uszczelki wysokotemperaturowe z grafitu, miedzi lub ceramiki. W układach chłodzenia, pracujących w umiarkowanej temperaturze, wystarcza EPDM.

Kryteria doboru uszczelnień z oferty vermet.pl

Prawidłowy dobór profilu uszczelniającego wymaga precyzyjnego określenia temperatury ciągłej, ciśnienia, rodzaju medium oraz geometrii montażowej. Przed wyborem mieszanki do konkretnego zastosowania warto zebrać listę wymagań:

temperatura pracy ciągłej i szczytowej oraz liczba cykli,
wartość ciśnienia roboczego i szczytowego, drgania, obciążenia montażowe,
medium: kwas, zasada, para, olej, paliwo,
typ złącza (kołnierz, pokrywa, rowek) i chropowatość powierzchni.

Jeżeli dane wskazują pracę w wysokich temperaturach, zamiast mieszanek TPE porównuje się uszczelki wysokotemperaturowe, w tym uszczelki silikonowe oraz wyroby z teflonu i grafitu.

O skuteczności uszczelnienia i jego trwałości przy cyklach termicznych decydują: odkształcenie trwałe po ściskaniu (miara zdolności do powrotu sprężystego), pełzanie i relaksacja naprężeń oraz współczynnik rozszerzalności cieplnej.

Częsty błąd przy pracy w wysokich temperaturach to niedoszacowanie wartości szczytowej lub pominięcie łącznego działania temperatury i medium, które degraduje materiał szybciej niż każdy czynnik osobno. Skutkiem jest przeciek, a przy mediach gorących lub chemicznych także ryzyko awarii i zagrożenie dla bezpieczeństwa obsługi. Uszczelki płaskie do kołnierzy są wykonane według PN-EN 1514-1.

Profil ciągły daje skuteczne uszczelnienie obwodów drzwi, pokryw i kanałów, a jego zdolność do wypełniania szczelin zależy od twardości i przekroju. Uszczelkę płaską wycina się z płyty według rysunku, gdy kontur ma otwory montażowe. Uszczelki wykonujemy w rozmiarach od średnicy wewnętrznej 1 mm do średnicy zewnętrznej 2500 mm.

Dostępne są dwa warianty montażu. Montaż mechaniczny w rowku nie wprowadza dodatkowego ograniczenia temperatury. Uszczelka z warstwą kleju na taśmie samoprzylepnej pozwala przyspieszyć montaż na różnych powierzchniach, ale granicę pracy wyznacza wtedy klej termoodporny, a nie elastomer.

Zobacz uszczelki samoprzylepne.

Doświadczenie techniczne i doradztwo inżynieryjne vermet.pl

Wdrożenie niestandardowych profili uszczelniających wymaga weryfikacji geometrii i kompatybilności materiałowej na etapie projektowym. Vermet produkuje uszczelki techniczne od 2003 roku z ponad 40 materiałów, w systemie jakości ISO 9001:2015. Na podstawie warunków pracy wskazujemy mieszankę TPE o właściwościach dopasowanych do medium albo, gdy aplikacja wymaga pracy w wysokich temperaturach, uszczelki silikonowe, teflon lub grafit.

Do wyceny wystarczy rysunek techniczny (.dxf, .dwg), szkic z wymiarami lub zużyta uszczelka do odwzorowania, wraz z opisem zastosowania. Zamówienia realizujemy od 1 sztuki, standardowo w terminie do 2 tygodni, a produkty z każdej partii przechodzą kontrolę jakości w trakcie i po produkcji. Zapraszamy do zapoznania się z naszą ofertą tworzyw w zakładce materiały.

Prześlij rysunek wraz z temperaturą pracy i medium przez formularz zapytania ofertowego albo zadzwoń: +48 14 692 50 68.