選擇正確的 O 型環材質是確保密封性能、預防洩漏及延長設備壽命的關鍵第一步。不同的橡膠材質擁有獨特的物理與化學特性,直接影響其在特定工作環境下的表現,包括耐溫範圍、耐化學性、耐油性及耐磨性。本篇將深入解析8種最常見的 O 型環橡膠材質,根據實際密封應用需求做出最佳選擇。
常見 O 型環材質特性、優缺點與適用環境:
- 丁腈橡膠 (Nitrile / NBR) - 最常用的耐油橡膠
- 核心優勢:優異的耐石油基油品、燃料、潤滑油、液壓油及水的性能。良好的耐磨性與抗撕裂性。成本效益高。
- 適用環境:通用工業密封、汽車燃油系統、液壓設備、水處理系統。是性價比極高的O型環和油封材料。
- 主要限制:耐候性、耐臭氧性較差,不適合暴露於陽光下。不耐煞車油、極性溶劑(酮、酯)和強酸。
- 耐溫範圍:約 -40°C 至 +120°C
- 氟橡膠 (Viton® / FKM) - 耐高溫與耐化學腐蝕專家
- 核心優勢:具有卓越的耐高溫性能,廣泛的耐化學性(耐油、耐燃料、耐酸、耐多種溶劑)。極佳的耐候性和耐臭氧性。
- 適用環境:高溫作業環境、化學處理工業、汽車引擎與燃油系統、航空航太等需要抵抗嚴苛化學品和高溫的密封應用。
- 主要限制:成本較高。低溫性能相對較弱。不耐酮類、酯類、胺類及某些特定強酸。
- 耐溫範圍:約 -20°C 至 +200°C (特殊配方可更高)
- 矽橡膠 (Silicone / VMQ) - 耐溫範圍最廣泛
- 核心優勢:極佳的耐高溫與耐低溫彈性,工作溫度範圍最寬。良好的耐候性、耐臭氧和耐紫外線能力。具備食品級(FDA)和醫療級選項。
- 適用環境:極端溫度下的靜態密封、食品加工設備、醫療器材、飲用水相關應用、電氣絕緣。
- 主要限制:耐磨性和抗撕裂強度較低。耐油性(尤其是石油基)和耐溶劑性較差。不適用於高壓動態密封。
- 耐溫範圍:約 -60°C 至 +225°C
- 三元乙丙橡膠 (EPDM) - 優異的耐候與耐煞車油性
- 核心優勢:傑出的耐候性、耐臭氧、耐陽光。對水、蒸汽、煞車油(乙二醇基)、稀酸、鹼類有良好抵抗力。
- 適用環境:戶外設備密封、汽車煞車系統、冷卻水路、水/蒸汽管道、洗衣機/洗碗機密封件。
- 主要限制:耐油性差,不耐石油基油品、燃料和大多數溶劑。
- 耐溫範圍:約 -50°C 至 +150°C
- 氯丁橡膠 (Neoprene® / CR) - 性能均衡的多用途材料
- 核心優勢:物理性能均衡,具備中等的耐油性、耐候性、耐熱老化能力。良好的物理韌性。對冷媒(氟利昂)有良好抗性,具一定阻燃性。
- 適用環境:冷凍空調系統(冷媒密封)、一般工業用途、需要均衡性能的場合。
- 主要限制:在單項性能上(如耐油、耐候)可能不如專用材料(FKM, EPDM)。對強酸和部分燃料抵抗力有限。
- 耐溫範圍:約 -40°C 至 +120°C
- 聚四氟乙烯 (PTFE / Teflon®) - 近乎萬能的耐化學性
- 核心優勢:幾乎能抵抗所有化學品。耐溫範圍極寬。摩擦係數極低(自潤滑)。
- 適用環境:強腐蝕性介質、極端溫度、低摩擦要求。常用於製作O型環背托環(防止擠出)或包覆式O型環的外部材料。
- 主要限制:本身無彈性,密封回彈性差,易冷流(蠕變)。需特殊設計或與彈性體結合使用。
- 耐溫範圍:約 -200°C 至 +260°C
- 聚氨酯 (Polyurethane / PU) - 卓越的耐磨與抗擠出性
- 核心優勢:極高的耐磨耗性、抗撕裂強度和抗擠出能力。高拉伸強度。良好的耐油性(石油基)和耐臭氧性。
- 適用環境:高壓液壓系統(如油缸活塞桿密封)、高磨損的動態密封應用。
- 主要限制:耐高溫性較差。不耐熱水、蒸汽、酸鹼、酮酯類。易水解。
- 耐溫範圍:約 -40°C 至 +80°C
- 氫化丁腈橡膠 (HNBR) - NBR的強化升級版
- 核心優勢:相較於NBR,大幅提升了耐溫性、耐化學穩定性和耐臭氧性,同時保持良好的耐油性和機械強度。
- 適用環境:汽車空調系統(耐R134a及新型冷媒)、動力轉向系統、高溫油路環境、油田開採等要求比NBR更高性能的密封件。
- 主要限制:成本高於NBR。仍不耐酮類、酯類等強極性溶劑。
- 耐溫範圍:約 -30°C 至 +150°C
選擇正確的 O 型環材質是一項涉及多方面權衡的關鍵決策。從具備優異耐油性且成本效益高的 NBR,到耐高溫與化學腐蝕的 FKM (Viton®),再到擁有極寬溫度範圍的 Silicone,以及耐候性出色的 EPDM,乃至於耐磨耗極佳的 PU 和耐化學性近乎萬能的 PTFE,每種橡膠材料都有其獨特的適用場景和固有的局限性。沒有任何一種材質是萬能的。因此,仔細評估應用需求並參考本文提供的材料特性比較,是確保密封可靠性、延長設備壽命並優化成本效益的根本之道。
