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Con quali materiali può essere fatto un O-Ring? Le famiglie di elastomeri.

18 Maggio 2020
Tecnica
Materiali Oringone

Un O-Ring può essere trovato ovunque, dai piccoli elettrodomestici e impianti casalinghi, fino alle più complesse meccaniche tecnologiche. E’ un articolo semplice nella forma e nelle possibilità di utilizzo, motivo per cui resta per moltissime applicazioni la tenuta migliore da utilizzare. Dove sta quindi la differenza tra un O-Ring usato per sigillare il portellone di un’autoclave e quello di una camera sottomarina? O tra l’anello montato in un circuito refrigerante rispetto ad uno in cui scorrono gas aggressivi?

E’ chiaramente il materiale con cui sono prodotti, in primis.

E parlando di elastomeri (in generale ne parliamo qua) , questi sono (quasi) tutti quelli utilizzabili per produrre Orings (e non solo): le loro caratteristiche, le proprietà di resistenza ai fluidi e alle diverse temperature, ne determinano la scelta in base alle diverse problematiche di tenuta da risolvere.

 

VMQ – Silicone

Mescola che garantisce una buona flessibilità costante per tutto l’intervallo di temperatura alla quale può essere utilizzata. Ottima resistenza agli agenti atmosferici (ozono, raggi UV), buona resistenza agli oli e grassi vegetali e al liquido freni. Scarsa impermeabilità ai gas e all’abrasione. Incompatibile con oli e grassi minerali. Mescola con eccellente flessibilità alle basse temperature (alcuni tipi possono essere utilizzati fino a –90°C), utilizzabile per l’isolamento elettrico e con un basso livello di elementi combustibili. Anche se esposta alla fiamma, la mescola siliconica si riduce in cenere di silicio non conduttrice. Buona resistenza a batteri, funghi e a radiazioni di energia (fino a circa 100 Rads). Scarsa resistenza alla trazione e scarsa resistenza ad acidi, alcali e vapore al di sopra di 120 °C.

È utilizzabile con temperature comprese fra -60°C e +200°C (con punte, per mescole speciali, fino a 270°C).

 

FVMQ – Fluorsilicone

Mescola che, grazie alla presenza di fluoro, permette una buona resistenza agli oli minerali, agli idrocarburi aromatici e alifatici e agli acidi. Ottima resistenza agli agenti atmosferici (ozono, raggi UV) e all’acqua. Ottimo per applicazioni dielettriche. Incompatibile con oli siliconici, e vapore. Scarsa impermeabilità ai gas. È utilizzabile con temperature comprese fra -50°C e +180°c, per brevi periodi fino a +200°C.

 

EPDM – Etilene Propilene Diene

Mescola con ottima resistenza all’invecchiamento, agli agenti atmosferici (ozono, raggi UV) e all’acqua. Incompatibile con oli e grassi minerali e sintetici. Buona compatibilità con sostanze chimiche e di isolamento elettrico. È utilizzabile con temperature comprese fra -40°C e + 130°C.

Mescola EPDM reticolate con perossido possono essere utilizzate con temperature fino a + 150°C e garantiscono un’ottima resistenza in acqua calda, vapore (anche fino a 200°C in assenza di aria), chetoni, liquido di raffreddamento dei motori.

 

ACM – Poliacrilato

Mescola con ottima resistenza agli olii minerali e agli agenti atmosferici (ozono, raggi UV). Ottima impermeabilità ai gas, all’ozono e agli oli industriali.

Mescola utilizzabile con temperature comprese fra -25°C e +150°C, per brevi periodi fino a +180°C.

Nella nostra azienda NON vengono prodotti O-rings con questa mescola.

 

FKM – Fluoroelastomero

Mescola con ottima resistenza alle alte temperature e all’attacco di sostanze chimiche. Ottima compatibilità con fluidi idraulici minerali e sintetici e oli vegetali. Scarsa resistenza all’acqua calda e al vapore (anche se esistono formulazioni specifiche per questi impieghi che migliorano le performance in questo ambiente). Buona resistenza agli agenti atmosferici (ozono, raggi UV). Bassa permeabilità ai gas e scarse proprietà di isolamento elettrico. Mescola non compatibile con i solventi polari (MEK), con alcuni acidi organici, alcuni fluidi idraulici a base di esteri e metanolo, ammoniaca e alcune ammine. Compatibile con radiazioni di alta energia (fino a circa 100 Rads).

Mescola utilizzabile con temperature comprese fra -20°C + 210°C, per brevi periodi fino a +230°C. Con formulazioni specifiche il limite di utilizzo alle basse temperature si estende fino a -45°C (TR10).

I materiali FKM possono essere vulcanizzati con bisfenoli (garantiscono migliori performance ad alte temperature) o con perossidi (garantiscono migliori resistenze a vapori e idrocarburi). I polimeri di base utilizzati per confezionare le mescole possono essere:

Copolimeri

  • Contenuto di fluoro: 65% / 66%
  • Abitualmente definiti con la lettera “A”
  • Sono fra i polimeri più utilizzati per applicazioni generali.

Terpolimeri

  • Contenuto di fluoro: 66,5% / 67%
  • Abitualmente definiti con la lettera “B”
  • Offrono una resistenza migliore dei copolimeri a fluidi e oli.

Tetrapolimeri

  • Contenuto di fluoro: 67% / 69%
  • Abitualmente definiti con la lettera “G”
  • Resistenza al fluidi e oli ancora migliore. Buona resistenza anche al vapore (tipo Viton® GF), per applicazioni a basse temperature (tipo Viton® GLT) o come combinazione delle due (tipo Viton® GFLT)

 

TFE/P

Mescola buona resistenza chimica ai gas acidi (H2S), alcali, vapore e ozono. Indicate per l’utilizzo con fluidi per freni e idraulici. Buona resistenza alle radiazioni di energia. Non adatta ad applicazioni che prevedono l’utilizzo di idrocarburi aromatici e clorurati (ad esempio acetone), di acetati organici e refrigeranti organici. È utilizzabile con temperature comprese fra -20°C e + 220°C.

 

FFKM – Perfluoroelastomero

Mescola con eccezionale resistenza alla alte temperature, alla aggressione chimica e agli agenti atmosferici (ozono, raggi UV). Garantisce resistenze chimiche simili al PTFE. È una mescola molto costosa.

È utilizzabile con temperature comprese fra -20°C e +325°C, per brevi periodi fino a +335°C.

 

AU / EU – Poliuretano

Mescola con buona resistenza agli oli e grassi minerali e animali e agli oli e grassi siliconici. Ottima resistenza alla trazione, all’abrasione e alla lacerazione. Eccellente resistenza alle radiazioni di energia (fino a circa 100 Rads). Ottima per applicazioni dinamiche dove è richiesto un notevole carico. Scarsa resistenza ad ambienti caldi e umidi.

È utilizzabile con temperature comprese fra -30°C e +100°C.

Nella nostra azienda NON vengono prodotti O-rings con questa mescola.

 

NBR – Acrilonitrile Butadiene

Mescola con ottima resistenza agli olii e grassi minerali. Buona impermeabilità ai gas. Buona resistenza alla fiamma. Non è molto indicata per la resistenza agli agenti atmosferici (raggi UV, ozono).

È utilizzabile con temperature comprese fra -30°C e +110°C. Con specifiche formulazioni è possibile estendere il limite alle basse temperature fino a -50°C.

In base al contenuto di acrilonitrile (ACN) mescole NBR hanno offrono una minore flessibilità alle basse temperature, una maggiore resistenza al cedimento permanente alla compressione, permeabilità al gas, migliori caratteristiche di invecchiamento al calore e resistenza all’ozono, maggiore resistenza alla trazione e all’abrasione, durezza e densità. Maggiore è il contenuto di ACN, maggiore è la resistenza agli idrocarburi aromatici. Minore è il contenuto di ACN, migliore è la flessibilità alle basse temperature. Generalmente il migliore compromesso per la maggior parte delle applicazioni è un contenuto di ACN medio.

Le percentuali di ACN contenute nella mescola sono considerate:

  • Bassa percentuale: contenuto di ACN fino al 30%
  • Media percentuale: contenuto di ACN da 30% a 45%
  • Alta percentuale: contenuto di ACN > 45%

 

HNBR – Acrilonitrile Butadiene Idrogenato

Mescola ottenuta idrogenando il copolimero nitrilico (NBR). Ottima resistenza all’abrasione e notevoli prestazioni meccaniche mantenendo un’eccellente resistenza agli agenti atmosferici (ozono, raggi UV, ossigeno), agli oli e grassi minerali, acqua calda e vapore (fino a 150°C) e al gas H2S. Le mescole HNBR reticolate con perossidi hanno una migliore resistenza al cedimento permanente alla compressione e al calore, mentre quelle ad alto contenuto di nitrile (ACN) hanno una migliore resistenza agli oli minerali.

E’ utilizzabile con temperature comprese fra -50° e +150°C.

 

CR – Policloroprene 

Mescola con ottima resistenza agli agenti atmosferici (ozono, raggi UV), all’acqua di mare (e ai sali in genere) e all’abrasione. Ottima impermeabilità ai gas e compatibilità con Freon® e refrigeranti in genere. Buona resistenza agli oli e a grassi minerali.

È utilizzabile con temperature comprese fra -30°C e +100°C, per brevi periodi fino a 120°C.

 

SBR – Stirene Butadiene

Mescola con buone caratteristiche meccaniche compatibile con oli siliconici e acqua. Non compatibile con olii minerali e vegetali e scarsa resistenza agli agenti atmosferici (ozono, raggi UV). È possibile utilizzarla per applicazioni dielettriche.

È utilizzabile con temperature comprese fra -40°C e +100°C.

Nella nostra azienda NON vengono prodotti O-rings con questa mescola.

 

NR – Gomma Naturale

Mescola “naturale” ricavata dall’albero della gomma “Hevea” (ma è anche possibile produrlo artificialmente). Ottima elasticità e resistenza all’abrasione e all’usura. Scarsa resistenza agli agenti atmosferici (ozono, raggi UV). È possibile utilizzarla per applicazioni dielettriche. Non compatibile con olii minerali e vegetali, idrocarburi e solventi.

È utilizzabile con temperature comprese fra -70°C e +80°C.

Nella nostra azienda NON vengono prodotti O-rings con questa mescola.

 

IIR – Butile

Mescola con ottime caratteristiche di impermeabilità ai gas e all’aria. Ottima resistenza agli agenti atmosferici (ozono, raggi UV) ed eccellenti proprietà isolanti. Non compatibile con olii e grassi minerali, idrocarburi, lubrificanti vari. Buona resistenza al vapore (fino a 110°C). Le mescole IIR possono essere polimerizzate con vari alogeni (cloro / bromo) per migliorare la resistenza a determinati mezzi chimici, ma peggiorando dell’isolamento elettrico e della resistenza all’umidità. Buona resistenza all’utilizzo con olii vegetali.

È utilizzabile con temperature comprese fra -40°C e +130°C.

Nella nostra azienda NON vengono prodotti O-rings con questa mescola.

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