橡膠大百科,EPDM、NBR、矽(硅)膠、氟橡膠是什麼及使用時機

大家對橡膠的第一印象可能就是橡皮筋,有紅色、黃色、甚至綠色。但其實橡膠有很多種類,其特性會隨著製作時添加的物質而有所不同,有的彈性好,有的耐高溫,甚至有的還可以耐酸或鹼類物質,而這其中最常見的幾種橡膠,就屬以下幾種:EPDM、NBR、矽膠及氟橡膠,今天就讓我們一起了解,這幾種常見的橡膠的特性,以及使用時機吧!

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EPDM 橡膠

又稱「三元乙丙橡膠」或「乙丙橡膠」

EPDM 的英文全名為 Ethylene Propylene Diene Monomer Rubber,Ethylene 為乙烯,Propylene 為丙烯,Diene 則為二烯,Monomer 為單體,因此被稱作乙丙橡膠就是因為當中含有乙烯與丙烯的共聚合體,至於為什麼又有人稱作三元乙丙橡膠,是因為製作過程中,會添加微量的第三單體 (通常是二烯烴) 的三元共聚體 (terpolymer),提供橡膠的硫化並增加橡膠的性能。

優缺點及特性

EPDM 橡膠是一種性能優秀的合成橡膠,安定性大,且耐臭氧、耐陽光、耐老化、耐蒸氣、耐高溫(120~130℃),在低溫時彈性亦佳,此外,絕緣性佳也是一大特點。對於化學品的耐受性也不錯,可輕易地應付鹼類與極性溶劑 (如:醇、酮類),也可耐受許多低濃度的酸類。缺點則為無法耐受濃度高的酸類,且對於油類沒有良好的耐受性,例如:汽油、煤油、芳香族和脂肪族烴、鹵化溶劑…等皆有可能導致 EPDM 橡膠損壞。

大致上,EPDM 的標準使用溫度介於 -50℃ ~ 125℃ ,有些配方甚至能強化耐受溫度至 150℃。

製作過程中可添加染料,市面上常見的 EPDM 橡膠有黑、棕、綠、白色等。

用途與常見製品

各式各樣的 O 型環

EPDM 橡膠因為有著優良的耐候及耐老化性,可以承受陽光的照射,因此廣泛使用在戶外,常見戶外製品為:汽車密封條、建築密封條、軟管、止水橡膠。另外,在工業上也廣泛運用 EPDM 橡膠製品,如:密封圈、防塵套、電線電纜、墊圈、皮帶、電氣絕緣、管件接頭、緩衝墊、防震橡皮、O形環 (O-RING)…等。

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NBR 橡膠

NBR 又稱「丁腈 (ㄐㄧㄥ) 橡膠」

NBR 的英文全名為 Nitrile Butadiene Rubber,Nitrile 為腈類,Butadiene 為丁二烯,Rubber 為橡膠,因此會被稱之為丁腈橡膠是因為當中含有由丙烯腈與丁二烯單體聚合而成的共聚物。

優缺點及特性

NBR 是一種業界廣泛運用的合成橡膠,最廣為人知的就是其優秀的耐油性,與良好的耐溶劑性與耐熱 (100~110℃)、耐老化性及耐磨性。值得注意的是,NBR 的極佳耐油性是源自於當中添加的丙烯腈,調整丙烯腈含量的多寡可以控制 NBR 對油類的耐受性與在低溫下的彈性,丙烯腈含量越多,耐油性越好,丙烯腈含量越少,則是低溫彈性越佳。而 NBR 的缺點是耐低溫性差、耐氣候性差、耐臭氧性差、絕緣性差、彈性較低,不過有一些特殊的配方可以改善這些物理性質。

大致上,NBR 的標準使用溫度介於 -40℃ ~ 110℃ ,有些配方甚至能強化耐受溫度至 125℃。

製作過程中可添加染料,市面上常見的 NBR 橡膠有黑、棕、綠、白色等。

用途與常見製品

NBR 橡膠減震墊

NBR 因為有著極佳的耐油性,因此被廣泛運用在工業上需要與潤滑油或燃料油等油類接觸的環境中,常見 NBR 製品為油管、油封、墊片、O 型圈、密封墊圈、油路管件等。另因為 NBR 也擁有非常良好的耐磨性,也常被製作成如:減震墊、緩衝墊、滾輪、工業墊片、傳動皮帶、鞋材、輸送帶等需要應付大量機械性摩的產品。

下方影片為 EPDM 與 NBR 橡膠的比較影片,有興趣的朋友可以看看喔!

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矽膠

矽膠 大陸又稱「硅 (ㄍㄨㄟ) 膠」

矽膠的英文為 Silicone Rubber,雖然有 rubber 在裡面,但其實它並不是橡膠,有別於由有機碳所組成的常見橡膠,矽膠主要成分為二氧化矽,是一個介於有機與無機的聚合物,所以也被稱作矽氧樹脂。

優缺點及特性

矽膠的化學性質穩定,且有良好的彈性、延展性、絕緣性、耐氣候性、耐臭氧性、耐紫外線、耐老化及可耐高溫(220~230℃)。不過除了以上這些優點,矽膠最被廣泛運用的原因,還是在於其無毒環保的特性。不過矽膠也有一些缺點,例如:拉伸強度較低,無法耐高強度撕裂及磨耗、對燃料油類的耐受性也不佳。

一般而言,矽膠的標準使用溫度介於 -50℃ ~ 230℃ ,有些配方甚至能強化耐受溫度至 300℃。

製作過程中可添加染料,市面上常見的矽膠有透明、白、紅、橘、綠、黃色等。

用途與常見製品

矽膠蛋糕模
矽膠蛋糕模

矽膠因為其化學性質穩定,無毒、無臭無味,且耐高溫,長期被使用在食品及醫療產業上,常見製品包括:矽膠手環、奶嘴、蛋糕模、餐具、容器、手套、密封條、手機殼、隱形內衣等,在工業上,也能見到其蹤跡,例如:潔淨管路中的密封件、建築使用的密封劑、填縫劑和黏合劑等。

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氟橡膠

氟橡膠 又稱「VITON」或「FKM / FPM」

氟橡膠的英文為 Fluororubber,其由來是橡膠的碳氫化合物主鏈或側鏈的碳原子上帶有氟原子,是一種高度氟化的高分子彈性體。FKM 或 FPM 是氟橡膠的縮寫,FKM 依循美規 ASTM,而 FPM 則是依循 ISO 國際標準。氟橡膠另一種最廣為人知的名稱,就是「VITON」,其實 VITON 是美國化學大廠杜邦公司所開發的氟橡膠產品名稱,隨著銷售的增加,VITON 的名氣也越來越響亮,最後漸漸變成氟橡膠的代名詞,甚至有時候你跟別人說 FKM 或 FPM 他可能還會不過意,但你一講 VITON 他立刻就恍然大悟。

優缺點及特性

氟橡膠是一種性能極為優良的合成橡膠,具備了絕佳的耐受性,如:耐臭氧、耐氣候、耐氧化;耐礦物油、燃料油、液壓油等油類;耐大部分有機溶劑和芳香烴,另外對於無機酸類的腐蝕抵抗力也屬一流,耐燃性及耐真空性也皆優於其他橡膠,其耐高溫性 (230℃) 也比其他橡膠出眾,所以經常被用在需要接觸高溫的環境中,氟橡膠的機械性能也同樣出色,良好的結構強度與拉伸強度,都是氟橡膠會什麼被稱為高性能橡膠或甚至「橡膠之王」的原因。

不過氟橡膠也不是所向無敵的,他還是有其弱點,例如:在低溫下彈性差、對於極性溶劑耐受性差 (MEK、丙酮、甲酸乙酯、乙酸乙酯等)。其實氟橡膠最為人詬病的是它的價格,氟橡膠是所有橡膠中最貴的,不過若你真的需要應用在特殊環境,還是乖乖地選擇氟橡膠吧!

氟橡膠的標準使用溫度介於 -30℃ ~ 250℃ ,有些配方會添加特殊物質以增強氟橡膠在低溫或高溫的性能。

製作過程中可添加染料,市面上常見的氟橡膠有黑、白、紅、綠、黃色等。

用途與常見製品

各式引擎汽缸墊片

由於氟橡膠具備絕佳的耐受性與物理性質,因此廣泛地用於汽車業、化學製程、航太、半導體與許多工業上。常見製品有:油封、U型圈、V型圈、Y型圈、O型圈、密封膠條、氟橡膠墊、引擎汽缸墊片及化學管路管件…等工業密封件。

看到這裡,你是否對市面上常見的橡膠有了一些初步的認識了呢?接下來,若你想要開發橡膠的產品,就可以開始物色優良的橡膠工廠啦!這邊 良品工研所幫大家整理了一些台灣各地的橡膠工廠資訊,你也可以順便看看喔!

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