1. Elastomerler
Oda sıcaklığında, orijinal boyunun en az iki misli uzayabilen ve bu uzamaya sebep olan kuvvet ortadan kaldırıldığında hemen hemen ilk durumuna dönebilen polimerik malzemeler, elastomer olarak tanımlanır. Elastomerler kauçuk malzemelerin kimyasal bir dönüşüm (çapraz bağlanma reaksiyonu veya vulkanizasyon) sonrasında elde edilirler. Kauçuklar, çapraz bağlanmamış ama çapraz bağlanabilme özelliğine sahip yani “vulkanize” edilebilen polimerlerdir. Sıcaklık ve basınç altında belirli bir sürede şekillendirilen elastomer malzemeler, yapıları gereği hem akıcı hemde esneyebilme özelliği gösterirler.
Çapraz bağlanabilme özelliği, vulkanizasyon ile açıklanabilir. Vulkanizasyon, kauçuğun kimyasal yapısını değişikliğe uğratarak, (çapraz bağlanma reaksiyonu) geri dönüşümsüz bir şekilde elastik özelliklere sahip bir duruma getirilme işlemidir.
1.1. Akrilo Nitril-Bütadien Kauçuk (NBR)
NBR, endüstriyel uygulamalarda sızdırmazlık elemanlarının büyük bir kısmı için önerilen ve çok yaygın bir kullanıma sahip kauçuk malzemesidir. Nitril (NBR), Bütadien–Akrilo Nitril (ACN) içeren bir polimerdir. Bu polimer türü endüstride; alifatik hidrokarbonlarda (Propan, Bütan, Petrol) mineral yağlarında (yağlama yağları, Grup H, HL, HLP tip yağlar), yanmaz hidrolik yağlarda ve greslerde (HFA, HFB, HFC), bitkisel ve hayvansal gres yağlarında ve diesel yakıtında oldukça iyi dayanım gösterir. Karışımlarda akrilonitril oranı %18 ile %50 arasında değişmektedir. Karışımlardaki değişen akrilonitril oranları yükseldikçe;
- Mineral yağlar, gres ve yakıtlardaki şişme dayanımı artar,
- Esneyebilme özelliği artar,
- Gaz geçirgenliği azalır,
- Geri toplama özelliği (Rebound Resillience) artar.
Buna karşın ACN oranı azalmasıyla düşük sıcaklık esnekliği çok iyidir. Kauflex® farklı uygulamalara ve özelliklere göre değişen, Nitril (NBR) Kauçuk karışımlar yapabilme yeteneğine sahiptir. Kullandığımız Nitril karışımlarındaki ACN oranı%30 ile %50 arasında değişmektedir.Standart nitril karışımları -30 °C ile +105 °C arasında kullanılması önerilir. Kısa aralıklı çalışmalarda+130°C ‘ye kadar kullanılabilirler.
1.2. Poliakrilik Kauçuk (ACM)
ACM, poliakrilat; etil akrilat veya bütilakrilat içeren bir polimerdir. ACM kauçuklar, NBR kauçuklara göre daha iyi sıcaklık dayanımı göstermektedir. ACM, öncelikle NBR esaslı sızdırmazlık elemanların yüksek sıcaklık aralıklarında yetersiz kaldığı yerlerde ve katkılı yağlara karşı tercih edilirler. Açık hava yaşlanma dayanımı ve ozon dayanımı çok iyidir.
Mineral yağlar ve katkı maddeleri (motor, redüktör, şansıman yağları) için şişme dayanımı iyidir.
Aromatik ve klorlanmış hidrokarbonlar, alkoller, fren yağları, alevlenme noktası düşük yağlar sıcak su, buhar, asit alkalin ve aminlere karşı kullanımı uygun değildir. Mil izleme yeteneği NBR kauçuklara göre kötüdür (Tembel malzeme).
-25°C ve +150°C arasında kullanılması önerilir.
1.3. Etilen Akrilik Kauçuk (AEM)
AEM, etilen, metil akrilat ve karboksil grubu içeren bir polimerdir. AEM kauçuk ACM ‘den daha yüksek ısıl dayanımına sahiptir ve özellik olarak ACM ile FKM arasındadır. Katkılı mineral yağlara, parafin, su ve soğutuculara karşı iyi şişme direnci gösterirler. Ancak şanzıman yağları, aromatikler, fren yağları, asitlere karşı dayanımı kötüdür.
-40°C ile +160°C arasında çalışma şartlarında önerilir.
1.4. Florokarbon Kauçuk (FKM)
FKM, Vinilidin florür ve buna bağlı bir veya birden fazla hekzaflorpropilen (HFP), tetrafloretilen (TFE), 1-hidropentaflorpropilen (HFPE) ve per flor metilvinileter (FMVE) monomerler bileşimlerinden oluşabilir. Örneğin VDF/HFP kopolimeri veya VDF/HFP/TPE terpolimeri gibi. Ticari ismi Viton® ya da Flourel® olarak bilinmektedir. FKM yüksek sıcaklık dayanımına sahip ve kimyasallara karşı direnci yüksek bir malzemedir. Düşük gaz geçirgenliğine sahiptirler. Vakum sistemlerinde çok iyi sonuç verirler. Ozon, hava ve ışığa karşı dayanımları çok iyidir. Alev dayanımı iyidir. Aminler, ether, keton, kuvvetli alkalinler ve freon FKM‘ninüzerinde yıkıcı bir etkiye sahiptir. Her tip gres, aromatik ve alifatik hidrokarbonlara, uçak motor yağlarına,mineral yağlara, aşındırıcı sıvılara, yakıtlara karşı direnci çok fazladır.
-30 °C ile +225°C arasındaki sıcaklıklarda kullanılması önerilir.
1.5. Silikon Kauçuk (VMQ)
VMQ, metil ve vinil gruplarını içeren kauçuk tipidir. Son derece geniş sıcaklık aralığında özelliklerini korumaktadır. Yüksek ve düşük sıcaklık dayanımı iyidir. Düşük dielektrik katsayısına sahiptir.
Hava, ozon ve yağ dayanımı çok iyidir. Oda sıcaklığında gaz geçirgenliği diğer elastomerlere göre oldukça fazladır. Bu durum ince çeperli diyaframlarda özellikle istenmektedir. +100°C’ ye kadar sıcak suda çalışabilir.
+100°C’ den fazla sıcaklıklardaki su ve su buharı malzeme yapısını bozar. Ayrıca tuzlu su çözeltileri ve alkollere karşı direnci iyidir.
Esterler, alifatik ve aromatik hidrokarbonlar, asit ve alkalilere karşı dayanımı kötüdür.
-60° C ve +200°C arasında kullanılmakla beraber+300°C dayanan özel tipte VMQ’lar da bulunur.
1.6. StirenBütadien Kauçuk (SBR)
SBR polimer, bütadien ve stiren içeren bir polimerdir. Stiren oranı artıkça sertliği, bütadien oranı artıkça esnekliği artar. Elastisiyeti ve aşınma direnci oldukça iyidir. Hidrolik fren uygulamalarında tercih edilirler. İnorganik ve organik asitlere, bazlara, keton, aldehit, alkol, su, fren yağları ve glikol esterlere karşı dayanıklıdır. Mineral yağlar, gresler, petrol ve hidrokarbonlara karşı kullanımı uygun değildir.
-50°C ile +100°C arasında kullanılırlar.
1.7. Hidrojene AkriloNitril Bütadien Kauçuk (HNBR)
HNBR, normal NBR polimerinin çift bağlanmış bütadien ile tamamının ya da bir kısmının hidrojene edilmesi ile elde edilen bir polimer türüdür. Kimyasallara dayanımı NBR’ye benzer. Peroksit aracılığı ile vulkanize olan HNBR yüksek çalışma sıcaklıklarına ulaşır. Otomotiv sektöründe ve mobil hidrolik uygulamalarında özellikle tercih edilirler. Özellikle git-gel hareketi yapan çalışma yerlerinde tercih edilirler.
-30°C ile +150°C arasında kullanılırlar.
1.8. Polikloropren (CR)
CR elastomerler, çok iyi kimyasal dayanımları, iyi yaşlanma dayanımı ve hava, ozon ve alev dayanımı ile nitelendirilirler. Yüksek anilin noktalı mineral yağlara ve greslere, birçok soğutucu ve suya karşı dayanımı çok iyidir. Mineral yağlar, alifatik hidrokarbonlara karşı dayanımı iyidir. Aynı anda hem yağlara hem de hava ve ozona karşı dirençli olması gereken uygulamalarda kullanılırlar. Rotbaşı koruma körükleri gibi kullanım yerlerinde tercih edilirler.
-45°C ile +100°C arasında kullanılabilirler.
1.9. Tabii Kauçuk (NR)
NR, bir izopren polimeri olup vulkanizasyon ile birlikte yüksek mukavemetli, esnek ve düşük sıcaklık dayanım özellikleri gösterir. Yüksek mekanik özelliklerinden dolayı vibrasyon takozları, diyaframlar, kalıp parçaları v.b. yerlerde tercih edilirler. Adından da anlaşılacağı gibi doğaldır, kauçuk ağacı sütünden elde edilirler, Düşük içerikli asit ve bazlarda, ayrıca yine düşük içerikli ve yüksek olmayan sıcaklıklarda alkol ve suya karşı dayanıklıdırlar. Mineral yağlar ve gresler, hidrokarbonlar ve yakıtlara karşı dayanımı iyi değildir.
-60°C ile + 90°C arası kullanılırlar.
1.10. Etilen Propilen Dien Kauçuk (EPDM)
EPDM, etilen, propilen ve az miktarda dien içeren bir polimerdir. EPDM’den yapılmış sızdırmazlık elemanları çamaşır makineleri, bulaşık makineleri ve sıhhi tesisat armatürlerinde tercih edilmektedir. Aynı zamanda hidrolik sistemlerde HFC, HFD grubu yanmaz hidrolik yağlar ve hidrolik fren yağlarında kullanılır. Sıcak su ve su buharına ve ozona karşı dayanımı çok iyidir. Mineral yağlar ve gresler, benzin ve hidrokarbonlara karşı dayanıklı değildirler.
-50°C ile +150°C arasında kullanılırlar.
2. Termoplastik Elastomerler (TPE)
Termoplastik elastomerler, elastomerik yapıya sahip fakat plastikler gibi işlenebilen ve şekil alabilen, kompleks yapıda polimerik malzemelerdir.
Yapı,en az iki cins polimer ve bunların üçlü bloğundan oluşur. Bu bloklardan uçta bulunan iki tanesi daha kısa plastik, ortada bulunan ise daha uzun ve elastomeriktir.Örneğin;Stiren-bütadien-stiren cinsi bir termoplastik elastomerde; bütadien elastomerik, stiren plastiktir.
Yüksek ısıda polistiren erir; malzeme akıcı hale gelirvekalıbıniçineakıtıldığında,kalıbın şeklini alır. Soğutulduğunda, stiren tekrar sertleşir ve şekil kalıcı olur. Sonuçta pişme süresi sonucu hiçbir kimyasal değişim olmamakta, sadece fiziksel değişim olmaktadır. Geri dönüşüm ile tekrar kullanılabilinir.
Polyester Elastomerler yapısı gereği hidrolik ve pnömatik sistemlerde destek halkası ve sızdırmazlık elemanlarına arka adaptör olarak kullanılır. Hidrolik yağlara mükemmel dayanımı ve yüksek akma mukavemeti malzemenin en belirleyici özellikleridir.
Bu termoplastikelastomer;
- Yüksek çekme mukavvetmetinesahiptir,
- Yüksek çekme modülüvardır,
- İyi elastiksiyetesahiptir,
- Solventlere karşıdayanıklıdır,
- Asit, alifatik hidrokarbonlar, alkalin solüsyonlar ve çeşitli gres ve yağlara karşı dayanıklıdır.
- TPE-E elastomer özelliklerinden dolayı hidrolik ve pnömatik sistemlerde kullanımı tercih edilmektedir.
-40°C ile +120°C arasındaki sıcaklıklarda kullanılırlar.
3. Termoplastikler
Bu polimer türü termoplastikler ya da mühendislik plastikleri olarak da isimlendirilirler. Termoplastik malzemeler günümüzde bir çok farklı uygulamada sızdırmazlık elemanları da dâhil olmak üzere bir çokfarklı alanda kullanılmaktadırlar.
Mekanik özellikleri güçlü termoplastikler (poliamidler, asetal reçineleri) metal malzemeler ile birlikte kullanılırken daha yumuşak termoplastikler (polietilen, PTFE v.b) birçok uygulamada elastomerler ile rekabet etmektedir.
Elastomerlerde olduğu gibi çapraz bağlı bir yapı söz konusu değildir. Bu neden ile yük altında şekil değiştirip eski konumuna dönebilme özelliği olmasına rağmen elastomerlere kıyasla bu özelliği düşük performans gösterir.
Sızdırmazlık elemanlarında genellikle kullanılan plastomerler poliasetal, polyamid ve PTFE (Teflon®) malzemeleridir.
3.1. Poliüretan (PU)
PU, poliüretan kimyasal bileşimi poliol ile di veya poli izosiyanat reaksiyonuyla oluşturulur ve üretan gruplarının büyüklüğü ile ifade edilen yüksek moleküler ağırlığa sahip polimerdir. Belirli sıcaklık limitlerinde bazı karakteristik özellikler göstermektedir. Bu özellikler şunlardır;
- Yüksekkopma, yırtılma ve aşınma dayanımı vardır,
- Çok iyi hava ve ozon dayanımıvardır,
- Mineral yağlara, greslere, su ve su-yağ karışımlarına, alifatik hidrokarbonlara karşı direnci yüksektir
-30°C ile +100 °C arasında kullanılması önerilmektedir.
3.2 Politetrafloroetilen (PTFE)
PTFE bir politetrafloretilen polimeridir. Bu elastik olmayan malzeme şu özellikleri ile göze çarpar;
- Yüzey gerilimi bütün katı maddelerden küçüktür ve hiçbir maddeye yapışmaz. Statik ve dinamik sürtünme katsayısı hemen hemen aynıdır. Sürtünme katsayısı nerede ise “buz” kadardır.+200oC kadar çalışma sıcaklıklarında, PTFE oksitlenmemiş bir şekilde kullanılabilinir.
- Kimyasal dayanımı tüm diğer elastomerler ve termoplastiklerden iyidir. Her ortamda mükemmel şişme dayanımı göstermektedir.
- Saf PTFE, Dielektrik katsayısı çok düşük olması nedeni ile çok iyi bir elektrik yalıtkanıdır.
- Çalışma sıcaklıkları yaklaşık -200oC ile +260oC arasındadır.-200oC çalışma sıcaklıklarında elastik özelliğini hala koruyabildiğinden sızdırmazlık gereken uygulamalarda, çok düşük sıcaklıklarda yapılan üretim ve işlemlerde kullanılabilir. Örneğin; sıvı gazların depolanması ve taşınması v.b
- PTFE malzemelerin aşınma dayanımı düşüktür. Isı iletkenliği düşüktür.
- Elastisiyetleri kauçuklara göre düşüktür.
3.3. Poliasetal (POM)
POM, mekanik yük dayanımı çok yüksek olan bir termoplastiktir. Bu neden ile hidrolik-pnömatik sistemlerde yataklama elemanı malzemesi olarak ya da destek halkası malzemesi olarak kullanılırlar. Kullanım yerine göre katkısız ya da cam elyaf katkılı tipleri vardır. Mineral yağlarda ve HFA, HFB tipi yağlarda emniyetle kullanılırlar. Cam elyaf katkılı tiplerinde daha yüksek temas basıncı dayanımı elde edilir.
-40°C ile +100°C çalışma sıcaklığına sahip bu malzeme aralıklı çalışmalarda +140°C’ye kadar da kullanılabilir.
3.4. Poliamid (PA)
PA, yüksek mukavemete sahip bir malzemedir. Yüksek aşınma direnci sönümleme kapasitesi sert malzeme yapısı ve kuru çalışabilme özellikleri vardır. Bu nedenle çeşitli makine elamanlarında özellikle kullanılmaktadır. Örneğin; dişliçarklar, düzyataklama elemanları, kılavuz şeritler, kamlar v.b. Poliasetaller gibi hidrolik-pnömatik silindirlerde yataklama elemanı ve destek ringi olarak kullanılırlar. Kullanıldığı yere bağlı olarak özel katkı maddeleriyle çalışma sıcaklık aralığı ve mekanik özellikleri değiştirilebilir. Katkısız ve cam elyaf katkılı tipleri bulunmaktadır.
- Mekanik dayanımı iyidir,
- Asit ve bazlara dayanımı belirli şartlarda iyidir,
- Radyasyon (X-Ray-Gamma) ve UV dayanımına sahiptir.
-40°C ile +85°C çalışma sıcaklığına kullanılması önerilir