選橡膠材質只需要先問兩件事:會碰到什麼(油、水、蒸氣、酸鹼、 食品)與在什麼溫度下工作。這兩題答完,選項通常就剩一兩個。
最容易出事的一題是油——天然橡膠與 EPDM 碰礦物油會膨潤失效, 必須改用 NBR 或 FKM。
七種常見工業橡膠
| 材質 | 強項 | 弱項 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| NBR 丁腈 | 耐礦物油、耐燃油 | 耐候與耐臭氧差,戶外易龜裂 | 油封、O 型環、燃油系統墊片 |
| EPDM 三元乙丙 | 耐候、耐臭氧、耐水與蒸氣 | 不耐礦物油 | 汽車門封、屋頂防水、水系統墊片 |
| 矽橡膠 VMQ | 耐高低溫範圍最廣,可做食品與醫療級 | 撕裂強度與耐磨較低,價格較高 | 食品設備、醫療、高溫墊片、導熱片 |
| CR 氯丁(Neoprene) | 耐候、耐油、耐燃性均衡 | 各項都不是頂尖 | 發泡墊片、潛水衣、通用密封 |
| SBR 丁苯 | 耐磨、成本低 | 不耐油、耐候普通 | 鞋底、輸送帶、一般墊片 |
| NR 天然橡膠 | 彈性與耐磨最佳 | 不耐油、不耐候、不耐高溫 | 避震件、防滑墊、工業襯墊 |
| FKM 氟橡膠(Viton) | 耐高溫、耐化學最強 | 價格最高,低溫柔軟性較差 | 高溫燃油、化工設備、嚴苛密封 |
兩題定生死:碰什麼、多熱
問題一:會接觸什麼
| 接觸介質 | 可選 | 絕對避開 |
|---|---|---|
| 礦物油、燃油 | NBR、FKM | NR、EPDM(會膨潤失效) |
| 水、蒸氣 | EPDM、矽橡膠 | — |
| 戶外曝曬、臭氧 | EPDM、CR、矽橡膠 | NR、NBR(會龜裂) |
| 食品、醫療 | 食品級矽橡膠、EPDM | 未認證的一般配方 |
| 強酸鹼、溶劑 | FKM | 多數通用橡膠 |
問題二:工作溫度
耐溫是最常被低估的一項。實際使用溫度要看的不只是環境溫度, 還有摩擦生熱、鄰近熱源與清洗滅菌的溫度。
大致的排序是:矽橡膠與 FKM 的耐熱範圍最寬, EPDM 與 NBR 屬中等,NR 最不耐熱。 低溫端則相反——矽橡膠在低溫仍保持柔軟,FKM 反而較硬。
具體的耐溫上下限依配方差異很大, 採購時請以供應商規格書的數據為準,不要用類別去推。
為什麼「油」是最常踩的坑
天然橡膠與 EPDM 都是非極性材料, 與同為非極性的礦物油相溶——接觸後會吸油、膨潤、體積變大、強度下降。
這個失效方式很有欺騙性:剛裝上去是好的, 運轉一段時間才逐漸變形漏油。 等發現時往往已經拆裝過好幾次,成本遠高於一開始選對材料。
蕭氏硬度:軟一點還是硬一點
| 低硬度(軟) | 高硬度(硬) | |
|---|---|---|
| 貼合與密封 | 好,能填滿表面不平整 | 需更大壓緊力 |
| 耐壓與支撐 | 較差,易被壓扁 | 好 |
| 耐磨 | 較差 | 較好 |
| 裁切回彈 | 回彈量大,補償值高 | 回彈量小 |
最後一列是加工端關心的:硬度直接決定裁切的尺寸補償值。 所以換材料就要重新驗證參數,不能沿用。 詳見橡膠切割刀具與參數。
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常見問題
常見的工業橡膠有哪幾種?
七種最常見:NBR 丁腈(耐油)、EPDM 三元乙丙(耐候耐水)、矽橡膠 VMQ(耐高低溫、食品醫療級)、CR 氯丁(綜合性佳,泡棉常用)、SBR 丁苯(通用耐磨,鞋底常用)、NR 天然橡膠(彈性與耐磨最佳,但不耐油)、FKM 氟橡膠(耐高溫耐化學,價格最高)。
墊片要用哪一種橡膠?
先看接觸什麼流體與溫度。接觸油品——NBR 或 FKM,天然橡膠會膨潤劣化;接觸水、蒸氣或戶外曝曬——EPDM;高溫或食品醫療——矽橡膠;強酸鹼或高溫燃油——FKM。選錯的後果不是效能差一點,而是短期內就失效。
為什麼天然橡膠不能碰油?
分子結構的關係。天然橡膠是非極性材料,與同為非極性的礦物油相溶,接觸後會吸油膨潤、體積變大、強度下降,密封功能就沒了。耐油要選極性較強的 NBR,或耐化學性極佳的氟橡膠。
EPDM 和 NBR 差在哪?
幾乎是互補的。EPDM 耐候、耐臭氧、耐水與蒸氣,但不耐礦物油;NBR 耐油性好,但耐候與耐臭氧較差,長期戶外曝曬會龜裂。所以汽車門封、屋頂防水用 EPDM,油封、燃油系統用 NBR,兩者不能互換。
蕭氏硬度是什麼?怎麼選?
蕭氏硬度(Shore A)衡量橡膠的軟硬,數字越大越硬。軟的(低硬度)貼合性好、密封效果佳,但耐壓與耐磨較差;硬的支撐性強、耐磨,但需要更大壓力才能壓緊。密封件通常選中低硬度以取得貼合性,承載或耐磨件則往高硬度走。硬度也直接影響裁切的回彈補償值。
這些材料都可以代工裁切嗎?
可以,橡膠、矽膠與各式彈性體板材都能裁切。不同配方的硬度與韌性差很多,參數與尺寸補償要分開設定,所以新材料建議先寄一小片試切驗證。材料請自備——本廠只承接加工,不做材料買賣。
