Микропористая и губчатая резина для уплотнений: как выбрать

Типичная история с пористой резиной выглядит так: уплотнитель заказали «из микропоры», он хорошо сжался и закрыл щель, а через сезон шкаф на улице стоит с мокрой платой. Материал не порвался и не потрескался. Он просто впитывал воду через срез, потому что поры в нём сообщались между собой. Тип пор у листа выбирают первым, до толщины и до раскроя.

Микропористая и губчатая резина различаются способом вспенивания

Пористую резину получают двумя путями, и от пути зависит, будет ли она держать воду. В смесь из твёрдого каучука вводят порообразователь, который разлагается при вулканизации и выделяет газ. Если используют органический порообразователь и вулканизуют под высоким давлением, получаются замкнутые ячейки. Если взять неорганический порообразователь, например бикарбонат натрия, и вулканизовать без давления, поры выходят в основном сообщающимися. Третий путь, вспенивание латекса, даёт пенорезину, где сообщающихся пор до 95 % от общей пористости (Большая советская энциклопедия, статья «Пористые резины»).

Тот же источник даёт порядок размеров: от примерно 0,4 мкм у микропористых резин до 0,2–0,4 мм у пенорезины, а плотность пористых резин в целом лежит в пределах 0,06–0,80 г/см³. В торговле слова «микропористая», «губчатая», «ячеистая» и «пористая» часто смешивают, поэтому название листа само по себе тип пор не гарантирует. Надёжнее спросить у изготовителя листа прямо: поры закрытые или открытые, и есть ли на поверхности вулканизационная плёнка.

Закрытые поры держат влагу, открытые гасят звук и дышат

Решающий признак для уличного шкафа, светильника, люка вентиляции или крышки прибора — тип ячейки. В закрытой поре каждая ячейка изолирована, и вода дальше срезанного слоя по материалу не идёт. Открытая пора похожа на губку: лист легко повторяет форму щели и глушит звук и вибрацию, но пропускает воду и воздух по всему объёму. Её место — шумоизоляция под панелями, фильтрующие вкладыши и мягкие подкладки, где влага не страшна.

Есть и промежуточный случай. Лист с закрытыми порами после резки имеет вскрытую кромку, а лист с плёнкой на обеих сторонах защищён по плоскости. Если уплотнение касается воды плоскостью, плёнка помогает; если вода приходит со стороны кромки, решает только закрытая ячейка внутри. Эти же особенности определяют резку пористой резины и вспененных материалов и ровность кромки.

Какая пористая резина не впитывает воду?

Пористая резина не впитывает воду, если у неё закрытые ячейки: в классификации ASTM D1056 это тип 2, у которого ячейки полностью окружены стенками и не сообщаются друг с другом. Тип 1 с открытыми ячейками выходит на поверхность и связан внутри, поэтому набирает воду по объёму. Для уличных шкафов, крышек и люков в заявке пишут «закрытые поры» прямо, а впитывание проверяют на образце из партии листа.

Каучук основы решает, что выдержит пористая резина

Поры отвечают за мягкость и влагу, а стойкость к средам и температуре дают каучук и рецептура. Ориентир для марок общего назначения; материал фиксируется в КП:

Опасная подмена в заявке: EPDM в узел, где на уплотнитель капает масло. Монолитный EPDM набухает в масле, а пористый с большой поверхностью ячеек реагирует ещё быстрее. Для монолитных прокладок выбор между двумя основными каучуками решает сравнение EPDM или NBR, и для пористых листов вывод тот же, только запас по стойкости нужен больше. У кремнийорганической резины свои группы и своя запись в чертеже.

Классы ASTM D1056 дают общий язык для заказа

Подробную классификацию губчатых резин по порам, стойкости и жёсткости даёт американский стандарт ASTM D1056, и у импортных листов его код часто стоит в паспорте. Стандарт делит губчатую и вспененную резину на тип, класс, степень жёсткости и дополнительные индексы. Расшифровка ниже собрана по справочному конспекту стандарта (ASTM D1056 Quick Reference Guide, All Seals); текст самого стандарта платный, при спорном случае сверяйте с ним.

Пример чтения: код 2A2 означает закрытые поры, лист без требования к маслостойкости и среднюю степень жёсткости. Код 2C1 говорит о закрытых порах, маслостойкой смеси со средним изменением массы и мягком листе. Справочные таблицы связывают класс A чаще с EPDM, B с нитрилом, C с хлоропреном, D с силиконом, но это типичное соответствие, а не правило стандарта.

На схеме четыре задачи: уличный шкаф и люк (закрытые поры, EPDM, класс A), узел с масляным туманом (закрытые поры, NBR или CR, класс B или C), нагрев светильника или печной дверцы (закрытые поры, силикон, класс D) и шумоизоляционная подкладка (открытые поры, основа по температуре, тип 1).

Чем микропористая резина отличается от губчатой?

Микропористая резина отличается от губчатой размером ячеек и обычно их замкнутостью: у микропористой поры мельче, структура плотнее, срез выглядит почти монолитным, а у губчатой ячейки крупные и часто сообщаются. По справочным данным размер пор пористых резин идёт от примерно 0,4 мкм у микропористых до 0,2–0,4 мм у пенорезины. Для уплотнения от влаги смотрят прежде всего на замкнутость пор, а название листа проверяют по паспорту.

Обувная микропора и техническая пористая резина решают разные задачи

На маркетплейсах под запросом «микропористая резина» чаще всего лежат листы для подошв и ремонта обуви. Они сделаны под износ, изгиб и клей обувного производства. В карточке обычно указаны толщина, цвет и твёрдость, реже плотность. Каучук, тип пор, остаточная деформация и стойкость к воде и маслу не указаны, потому что для подошвы это второстепенно.

Техническая пористая резина продаётся с другой карточкой: основа, тип ячеек, диапазон температур, иногда код ASTM D1056 и усилие сжатия. Для сухой внутренней крышки разница может не проявиться. Для уплотнения, которое годами стоит сжатым, решает как раз невидимая в обувной карточке часть: насколько лист вернёт толщину после месяца под крышкой. Эту характеристику для пористых материалов определяют по отдельным методам, например ISO 1856 для гибких ячеистых материалов, и если она важна, её запрашивают в паспорте листа.

Заявку на пористое уплотнение делят на известное и предположения

Ошибки в пористых уплотнениях почти всегда идут из пропущенного в заявке условия, которое потом кто-то додумывает. Полезно разделить строку заявки на две колонки: что известно о узле точно и что пока предположение.

Всё, что попало во вторую колонку, в КП стоит записать как предложение изготовителя с основанием: «пористый EPDM, закрытые поры, предложен по условию: улица, вода, без масла». Такая строка согласуется письменно. Если через полгода уплотнитель набухнет, по ней сразу видно, было ли масло в исходных данных или его не назвали. Остальные строки графы «Материал» для резиновых деталей подчиняются общим правилам обозначения материала резины на чертеже.

Что указать при заказе микропористой резины для уплотнения?

При заказе микропористой резины для уплотнения указывают тип пор, основу и условия узла одной строкой: «закрытые поры, EPDM, улица от −40 °C, без масла, прижим винтами». Дальше добавляют толщину листа, нужна ли плёнка или клеевой слой и количество. Если основу не знаете, напишите среду и температуру, и изготовитель предложит материал отдельной строкой КП с основанием выбора.

Плотность и жёсткость выбирают после пор и основы

Когда тип пор и каучук понятны, остаётся подобрать мягкость листа под усилие прижима и толщину под зазор. Мягкий лист степени 0 или 1 закроет щель под лёгкой крышкой на магните, а под дверцей на винтах его пережмут до схлопывания ячеек. Жёсткий лист степени 4 или 5 под защёлкой не сожмётся до нужной величины, и крышка будет пружинить. Усилие прижима, толщину под зазор и раскрой листа на рамки рассчитывают для листовой пористой резины, а при выборе материала достаточно правила порядка: сначала поры, потом основа, потом жёсткость.

Плотность в этом ряду стоит последней. Два листа одинаковой плотности, один с закрытыми ячейками, другой с открытыми, в узле ведут себя по-разному: первый держит воду и пружинит, второй набирает влагу и проседает быстрее. Сравнивать листы по плотности имеет смысл только внутри одного типа пор и одной основы.

Под напором жидкости и на трении пористая резина не работает

Пористый материал не ставят туда, где на прокладку давит жидкость под напором. Ячейки сжимаются, материал ползёт, и стык открывается при первом скачке давления. Фланцы трубопроводов, крышки насосов, узлы с паром закрывают монолитной резиной, паронитом или фторопластом. Не годится губка и для подвижного контакта: при трении стенки ячеек рвутся, и кромка быстро крошится.

Вторая граница касается газа и медицины. Детали для газового оборудования и медицинских изделий мы принимаем только после отдельной технической оценки, и если характеристики листа подтвердить нельзя, от такого заказа отказываемся. Для пищевых камер и холодильников пористый силикон берут с документом на контакт с продуктом, а не по цвету.

Подбор листа начинают с описания узла и старого уплотнителя

Для подбора достаточно описать узел так, чтобы из него читались поры и основа: где стоит крышка, что на неё попадает, при какой температуре, чем прижата и какой зазор под ней. Удобно приложить фото уплотнения с линейкой и, если есть, кусок старого уплотнителя: по срезу видно, были ли поры открытыми. Такие детали мы режем из пористой резины и силикона, а готовые формы есть среди прокладок из пористой резины.

Если старый уплотнитель набух, раскрошился или остался плоским после снятия крышки, это тоже данные для подбора. Набухание подсказывает, что основа не держит среду. Крошение говорит о нагреве или озоне. Плоский след без восстановления означает, что лист был слишком мягким для прижима или ячейки были открытыми.