Конкурентные преимущества и недостатки уплотнительных профилей из резины
В данный момент можно выделить три основные группы материалов, используемых для производства уплотнительных профилей:
- резиновые смеси на основе различных синтетических каучуков, в том числе EPDM-материалы, как отдельная подгруппа;
- композиты термопластичного полимера винилхлорида (ПВХ-пластикат);
- термопластичные эластомеры (термоэластопласты).
В ходе исследования была обзорно рассмотрена общая профильная информация о данных материалах, а также был проведен обзорный сравнительный анализ преимуществ и недостатков каждого из материалов.
Из резин (резиновых смесей) в производстве уплотнителей наиболее широко распространены два вида резиновых смесей:
1) Резины на основе вулканизованного этилен-пропиленового тройного каучука СКЭПТ (EPDM).
На российском рынке сохраняется высокая зависимость от импортных EPDM-каучуков, что приводит к тому, что профили на их основе являются достаточно дорогостоящими. Чаще всего резина EPDM-каучука, используемая для производства УПР на российских заводах, содержит не более 30% массы каучука, остальные 70% – это относительные дешёвые наполнители (сажа/ технический углерод) и умягчители (масла)
2) Резины на основе силиконовых каучуков
Этот вид резины получают из органических веществ, содержащих кремний. Сырьевой силиконовый каучук значительно дороже EPDM-каучука. Резины на основе силиконовых каучуков имеют еще более высокие показатели по устойчивости к старению, гибкости при отрицательных температурах по сравнению с резинами на основе EPDM-каучука.
Для получения резины эти каучуки вулканизуют пероксидными системами, что значительно дороже вулканизации серными и смоляными системами, как для EPDM-каучука. Силиконовые каучуки применяются исключительно в узкоспециализированных областях техники в условиях экстремально низких или экстремально высоких температур.
Для производства уплотнительных профилей также используется пластифицированных ПВХ. Для получения ПВХ-уплотнительных профилей используют пластифицированный поливинилхлорид (ПВХ-компаунд) с твердостью по Шору А 50–80 единиц, обладающий эластичными свойствами при обычных и пониженных температурах.
Вязкоупругое поведение пластиката ПВХ аналогично резинам, то есть данный материал обладает способностью к большим обратимым деформациям при температуре эксплуатации, но отличается от резиновых смесей отсутствием процесса вулканизации. В состав пластиката наряду со смолой ПВХ входят пластификаторы, стабилизаторы, наполнители, смазки, красители.
В производстве уплотнителей ПВХ-компаунд используется в виде твердых гранул. К отличительным свойствам ПВХ-компаундов относятся устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения, а также к воздействию щелочей, некоторых кислот, нефтепродуктам и другим агрессивным средам. Отметим, что очень часто при эксплуатации уплотнительных профилей из ПВХ пластификаторы выходят из полимера наружу, в результате наблюдается усадка изделия и размеры уплотнителя существенно уменьшаются, уплотнитель перестаёт выполнять свои функции по обеспечению герметичности.
Отдельным современным видом материала для производства уплотнительных профилей являются термопластичные эластомерные материалы (ТЭП, ТПЕ, термоэластопласты). Для изготовления уплотнительных профилей чаще всего используются два вида ТЭП:
1) Динамически вулканизованный термоэластопласт TPE-V
В состав данного термоэластопласта входит EPDM-каучук, в количестве не меньшем чем в резине, пластик, наполнители и мягчители. Фактически TPE-V — это вулканизованная EPDM резина, но обладающая свойствами термопластичности (текучести при температурах переработки) благодаря наличию в составе пластика. То есть динамически вулканизованные термоэластопласты на основе EPDM обладают теми же свойствами что и EPDM-резины, но незначительно уступают им по эластическим характеристикам, так как имеют в своем составе пластик.
2) Термоэластопласт TPE-S (ТЭП на основе СЕБС)
В данном термоэластопласте в качестве каучука использован стирол-этилен-бутилен-стирольный блок-сополимер (SEBS). SEBS похож строением на EPDM, но EPDM нуждается в химической вулканизации, в SEBS имеет место так называемая «физическая вулканизация». Термоэластопласт TPE-S легко перерабатывается методом экструзии, в том числе и вторично. SEBS является не менее стойким материалом к озонной и УФ-деструкции чем резина на основе EPDM-каучука. При этом SEBS выгодно отличается от EPDM тем, что вообще не требует химических добавок для вулканизации. Поэтому материал получается более экологичный и даже допускается в контакт с пищевыми продуктами, а также для изготовления медицинских изделий.
На основе собранной из различных источников информации в ходе проекта были выделены основные преимущества каждого из трех видов материалов, чаще всего используемых для производства уплотнительных профилей:
Основные преимущества материалов, используемых для производства уплотнительных профилей
|
Уплотнительные профили из резины |
Уплотнительные профили из ПВХ-пластификата |
Уплотнительные профили из ТЭП |
|
Отличные эластические свойства |
Высокие деформационные показатели |
Хорошие эластические свойства (чуть хуже, чем у резины) |
|
Высокая стойкость к озонному и УФ-старению профиля |
Низкая цена |
Низкая цена |
|
Высокие деформационно-прочностные показатели |
Устойчивость к воздействию ультрафиолетового излучения |
Высокая стойкость к озонному и УФ-старению профиля |
|
Широкий диапазон эксплуатации профилей |
Устойчивость к воздействию щелочей, некоторых кислот и агрессивных сред |
Высокие деформационно-прочностные показатели (не хуже, чем у резины) |
|
Сохраняют эластичность при низких температурах |
|
Широкий диапазон эксплуатации профилей |
|
|
|
Сохраняют эластичность при низких температурах |
|
|
|
Высокая технологичность производства, отсутствие отходов |
Источник: анализ MegaResearch на основании данных открытых источников
На основе собранной из различных источников информации в ходе проекта были выделены основные недостатки каждого из трех видов материалов, чаще всего используемых для производства уплотнительных профилей:
Основные недостатки материалов, используемых для производства уплотнительных профилей
|
Уплотнительные профили из резины |
Уплотнительные профили из ПВХ-пластификата |
Уплотнительные профили из ТЭП |
|
Высокая цена |
Существенная усадка изделий в процессе эксплуатации |
Уступают резиновым профилям по эластическим качествам |
|
Низкая технологичность изготовления |
Потеря герметичности с течением времени, недолговечность |
|
|
Уплотнители из EPDM резины не свариваются при нагревании |
При низких температурах «дубеют», что приводит к растрескиванию |
|
|
Не допускаются к контакту с пищевыми продуктами |
Не экологичность |
|
|
|
Под действием температуры распадаются и выделяют хлороводород |
|
|
|
УФ-деструкция под действием солнца |
|
Источник: анализ MegaResearch на основании данных открытых источников
Наибольшим количеством недостатков обладают уплотнительные профили из ПВХ-пластификата. Однако необходимо при этом учитывать, что данные профили также являются самыми дешевыми, что и обуславливает наличие большого количества недостатков в сравнении с УП из резины и УП из ТЭП.
Данная информация является выдержкой из проведенного исследования. Для актуализации данных отправьте заявку.
