バルブ用シール部品の材質について

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1、ニトリルゴム（NBR）は、ブタジエンとアクリロニトリルモノマーを乳化重合させて合成される不規則共重合体で、その分子構造式は—（CH2-CH=CH）m-（CH2-CH2-CH）n- CNです。ニトリルゴムの研究は1930年にドイツで最初に始まり、ブタジエンと25％のアクリロニトリルからなる共重合体です。耐老化性、耐熱性、耐摩耗性が天然ゴムよりも優れているため、ゴム産業で高く評価されています。第二次世界大戦中、兵器装備の急速な発展に伴い、耐熱性・耐油性を持つシリコーンゴムは戦備物資として需要が急増した。現在までに20社以上がシアノブタジエンゴムを生産しており、年間生産量は56万トンに達し、世界の合成ゴム総量の4.1％を占めている。優れた耐熱性、耐油性、機械的性質を持つため、現在では耐油ゴムの主流製品となっており、全耐油ゴム需要の約80％を占めている。 アクリロニトリルゴムは1950年代に大きく発展し、現在では300以上の種類が存在する。アクリロニトリル含有量によって分類すると、18％～50％の範囲で、アクリロニトリル含有量が42％を超えるものを極高シアングレード、36％～41％のものを高シアングレード、31％～35％のものを中高シアングレード、25％～30％のものを中シアングレード、24％未満のものを低シアングレードとする。工業的に最も多く使用されているのは、低シアングレードのジシアノ-18（アクリロニトリル含有量17%～20%）、中シアングレードのジシアノ-26（アクリロニトリル含有量27%～30%）、高シアングレードのジシアノ-40（アクリロニトリル含有量36%～40%）です。アクリロニトリル含有量の増加は、シリコーンゴムの耐油性および耐熱性を大幅に向上させるが、アクリロニトリル含有量が多すぎるとゴムの低温性能が低下するため、必ずしも多ければ良いというわけではない。 シリコーンゴムは、主に石油系の油圧油や潤滑油、灯油、ガソリンの中で使用されるゴム製品の製造に用いられ、その使用温度は-50～100度です；短時間作業では150度まで使用可能で、空気およびエタノール・グリセリンの防凍液中では-45〜100度で動作します。ジシアンは耐老化性が低く、オゾン濃度が高いと急速に老化してひび割れが生じるため、高温の空気中で長時間使用することは適しておらず、リン酸エステル系難燃性作動油中でも使用できない。 シリコーンゴムの一般的な物理的特性：1）シリコーンゴムは通常黒色ですが、顧客の要望に応じて色を調整することも可能です。ただし、それにはコストがかかり、またゴムの性能に影響を与える可能性があります。 2）シアノゴムにはわずかなニオイの強い卵のような臭いがする。 3) シリコーンゴムの耐油性および使用温度範囲に基づき、シール部品の材質がシリコーンゴムかどうかを判断する。 2．シリコーンゴム（SiまたはVMQ）は、シロキサン結合単位（-Si-O-Si）を主鎖とし、有機基を側鎖とする線形ポリマーである。 航空や宇宙開発などの先端産業の発展に伴い、高温および低温に耐えられるゴム製シール材が急務となっている。早朝に使用されていた天然ゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴムといった一般的なゴムでは、産業の発展のニーズを満たすことができなくなった。そのため、1940年代初頭にアメリカの2社がジメチルシリコーンゴムの生産を開始し、これが最も初期のシリコーンゴムとなった。我が国も1960年代初頭に研究に成功し、量産を開始しました。数十年にわたる発展を経て、シリコンゴムの種類、性能、生産量は大きく進歩しました。 シリコンゴムの主な特性：1）耐熱性 シリコンゴムは高温においても安定性に優れています。150℃で長期間使用しても、性能に顕著な変化はありません；200℃で1万時間以上連続して動作可能で、350℃という高温下でも短時間の使用が可能です。 2）耐寒性 低フェニルシリコンゴムおよび中フェニルシリコンゴムは、-60℃および-70℃においても耐寒係数が0.65以上であり、優れた低温弾性を有する。一方、一般的なシリコンゴムの使用温度は-50℃です。 3）耐油性および耐化学薬品性 シリコーンはエタノールやプロパンなどの極性溶剤、食品用油などに対して優れた耐性を持ち、わずかな膨張しか起こらず、機械的性質もほとんど低下しない；シリコーンは低濃度の酸、アルカリ、塩に対しても耐性が高く、10％硫酸溶液に7日間浸した場合でも体積変化率は1％未満で、力学的特性もほとんど変わらない。しかし、シリコーンは濃硫酸、濃アルカリ、四塩化炭素、トルエンなどの非極性溶剤に耐えられない。 4）耐老化性に優れ、シリコンゴムは顕著なオゾン耐性と放射線抵抗性を持っており、これは一般的なゴムでは比較にならない。 5）誘電特性 シリコーンは非常に高い体積抵抗率（10¹⁴～10¹⁶Ω·cm）を持ち、広い範囲にわたってその抵抗値が安定している。高圧条件下の絶縁材料として適している。 6）難燃性 シリコンゴムは火に触れてもすぐには燃えず、燃焼時に発生する有毒ガスも少ない。また、燃焼後の生成物は絶縁性のあるセラミック状になるため、シリコンゴムは優れた難燃材料と言える。 上記の特性を総合すると、シリコンは電気ケトルやアイロン、電子レンジ内のゴム部品など、家電業界で使用されるシール部品やゴム部品として広く利用されている；電子業界のシール部品やゴム部品、例えば携帯電話のボタン、DVD内の衝撃吸収パッド、ケーブル接続部のシールなど；水筒や給水器など、人体に触れるさまざまな製品のシール部品。 3．フッ素ゴム（FKMまたはVtion）はフッ素エラストマーとも呼ばれ、主鎖および側鎖の炭素原子にフッ素原子を含む高分子ポリマーである。 1950年代初から、アメリカと旧ソ連はフッ素系エラストマーの開発を始めました。最初に量産が開始されたのは、アメリカのデュポン社と3M社のViton AおよびKel-Fでした。半世紀にわたる発展を経て、フッ素エラストマーは耐熱性、耐薬品性、耐低温性、加工性など、さまざまな面で飛躍的な進歩を遂げ、多くの製品シリーズが生まれました。 フッ素ゴムは、優れた耐熱性、耐オゾン性、および各種油圧油に対する耐性を持っています。空気中での動作温度は-40～250℃、油圧油中での動作温度は-40～180℃です。フッ素ゴムは加工により、接着性や低温特性が一般ゴムに劣り価格も高いため、一般ゴムでは対応できない高温媒体に多く用いられるが、一部のリン酸エステル溶液には適していない。 4．エチレンプロピレンジエン（EPDM）は、エチレン、プロピレン、および少量の非共役二重結合を持つオレフィンからなる三元共重合体である。 1957年、イタリアでエチレンとプロピレンの二元共重合体ゴム（二元EPゴム）の量産が実現した。1963年、アメリカのデュポン社は、エチレンプロピレンゴムをベースに、少量の非共役環状ジエンを第三モノマーとして加えることで、分子鎖に二重結合を持つ低不飽和度のトリエチレンプロピレンゴムを合成しました。分子の主鎖が依然として飽和状態であるため、トライエチレンプロピレンはジエチレンプロピレンの優れた性能を維持しつつ、架橋も実現している。 シロンゴムは優れたオゾン耐性を持ち、オゾン濃度が1×10^-6の環境下でも2430時間経過しても亀裂が入りません；優れた耐腐食性を持つ：アルコール、酸、強アルカリ、酸化剤、洗剤、動植物油、および一部の脂質に対して非常に安定している（ただし、石油系燃料や油圧油中では著しく膨張し、鉱物油が存在する環境では使用できない）；耐熱性に優れ、-60～120℃の温度で長期間使用できる；優れた耐水性と絶縁性を持っています。シリコーンゴムの本来の色はベージュで、弾力性に優れています。 5. ポリウレタン弾性体（PU）は、ポリイソシアネートとポリエーテルポリオールまたはポリエステルポリオール、および/または低分子量のポリオール、ポリアミン、水などの鎖延長剤や架橋剤などの原料から作られるポリマーである。1937年、ドイツのオットー・バイヤー教授が最初に、ポリイソシアネートとポリオール化合物を重合させることでポリウレタンを製造できることを発見し、これを基に工業的な利用が始まった。ポリウレタンエラストマーの使用温度範囲は－45℃～110℃で、幅広い硬さ範囲において高い弾性と強度を持ち、優れた耐摩耗性、耐油性、耐疲労性、および耐振動性を有しています。特に潤滑油や燃料油に対して優れた膨潤防止性能を発揮するため、「耐摩耗ゴム」とも呼ばれています。 ポリウレタンエラストマーは優れた総合的な性能を持ち、冶金、石油、自動車、選鉱、水利、繊維、印刷、医療、スポーツ、食品加工、建築など、さまざまな産業分野で広く利用されている。6. ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）ポリテトラフルオロエチレン（英語の略称はTeflon）は、「プラスチックの王」として高く評価されており、中国では「鉄弗龍」、「特氟龍」（teflon）、「特富隆」、「泰氟龍」といった商品名で呼ばれている。これはテトラフルオロエチレンを重合させて作られた高分子化合物で、優れた化学的安定性、耐食性（現在世界で最も耐食性に優れた材料の一つで、溶融したナトリウムや液体フッ素を除き、あらゆる化学薬品に耐え、王水の中で沸騰しても変質しないため、酸・アルカリや有機溶剤に耐える必要がある様々な分野で広く利用されている）、気密性、高い潤滑性と非粘着性、電気絶縁性、そして優れた耐老化性と耐熱性（+250℃から-180℃の温度範囲で長期間使用可能）を持っている。ポリテトラフルオロエチレン自体には人への毒性はありませんが、製造過程で使用される原料の一つであるアンモニウムペルフルオロオクタン酸（PFOA）は発がん性を持つ可能性があると考えられています。 温度は-20～250℃（-4～＋482°F）で、急冷・急熱や冷温の交互な操作が可能です。 圧力 –0.1～6.4Mpa（全真空から64kgf/cm2まで）（Full vacuum to 64kgf/cm2）
長所：
高耐熱性――使用可能な作業温度は250℃まで。 　 耐低温性——優れた機械的靭性を持つ；温度が-196℃まで下がっても、5％の伸び率を維持できる。 　 耐腐食性――ほとんどの化学薬品や溶剤に対して不活性であり、強酸・強アルカリ、水、さまざまな有機溶剤にも耐えることができる。 　 耐候性――プラスチックの中で最も優れた老化寿命を持つ。 　　高潤滑性――固体材料の中で摩擦係数が最も低いものです。 欠点：　弾力性が低い。