Odporność chemiczna uszczelek – który materiał wytrzyma kontakt z olejami, paliwami i rozpuszczalnikami?

Oleje, paliwa czy rozpuszczalniki mogą szybko zweryfikować jakość uszczelki. Materiał, który radzi sobie w jednym środowisku, w innym może łatwo ulegać degradacji, pogarszając szczelność. W tekście porównuję najpopularniejsze materiały stosowane w uszczelnieniach i pokazuję, które z nich rzeczywiście radzą sobie z agresywną chemią.

Odporność chemiczna uszczelek – co to właściwie oznacza?

Odporność chemiczna uszczelki to zdolność materiału do zachowania właściwości mechanicznych, struktury i elastyczności podczas kontaktu z konkretnym medium, np. olejem, kwasem, zasadą, rozpuszczalnikiem. Im wyższa odporność, tym większa ochrona profilu przed degradacją i tym lepszy stopień ochrony w konkretnej instalacji. Parametr ten determinowany jest przede wszystkim:

• rodzajem materiału (elastomeru albo tworzywa) lub mieszanki materiałowej,
• temperaturą pracy,
• czasem oraz intensywnością kontaktu z danym czynnikiem.

💡 Warto wiedzieć: Wpływ cieczy chemicznych na elastomery opisują m.in. normy ISO 1817 oraz ISO/TR 7620. Wykorzystywane są do oceny zmian objętości, elastyczności i parametrów mechanicznych materiałów uszczelniających po kontakcie z określonym medium.

Na rynku można spotkać materiały wykazujące wysoką odporność chemiczną na określone substancje. Jednak nawet one wraz z czasem mogą stopniowo tracić swoje właściwości pod wpływem długotrwałej ekspozycji. Znaczenie ma również stężenie czynnika chemicznego oraz jednoczesne oddziaływanie temperatury i naprężeń mechanicznych. Niektóre profile są projektowane właśnie do ciągłej pracy w wymagających środowiskach.

Sprawdź też: Jak długo wytrzymuje uszczelka po zamontowaniu? Realne dane vs deklaracje producentów

Odporność chemiczna uszczelek a rodzaj materiału – najważniejsze właściwości i różnice

Nie istnieje materiał uniwersalny, tzn. całkowicie odporny na każdą substancję chemiczną. Każdy elastomer lub tworzywo ma własny profil odporności. Zasadność zastosowania konkretnej uszczelki powinna wynikać zawsze z konkretnych potrzeb montażowych, możliwości oraz właściwości produktu.

🛠️ Z praktyki:

Spotkałem się już z sytuacjami, gdy uszczelkę EPDM zamontowano w układzie mającym kontakt z olejem hydraulicznym tylko dlatego, że „dobrze znosi warunki atmosferyczne". Po pewnym czasie materiał wyraźnie spuchł i stracił stabilność wymiarową. Innym razem użytkownik zastosował silikon w miejscu okresowego kontaktu z paliwem, kierując się wyłącznie wysoką odpornością temperaturową. Profil stosunkowo szybko zmiękł i przestał prawidłowo doszczelniać połączenie.

Oleje, paliwa czy rozpuszczalniki to substancje spotykane zwłaszcza w warunkach warsztatowych i technicznych: serwisach samochodowych, halach produkcyjnych, garażach. Trzeba jednak pamiętać, że materiał dedykowany uszczelnieniu instalacji paliwowej może kompletnie nie sprawdzić się w środowisku nasłonecznionym albo narażonym na działanie ozonu. Poniższa tabela prezentuje uproszczone zestawienie najważniejszych właściwości materiałów stosowanych w uszczelkach technicznych. Poszczególne z nich zostaną następnie szerzej omówione.

* Określenia „dobra" lub „bardzo dobra" odnoszą się do typowej odporności materiału przy długotrwałym kontakcie z daną grupą substancji.

NBR

NBR, czyli guma nitrylowa, należy do najpopularniejszych materiałów stosowanych w uszczelnieniach mających kontakt z olejami mineralnymi, smarami i paliwami. Dobrze znosi płyny hydrauliczne oraz wiele substancji ropopochodnych. Często wykorzystuje się ją w uszczelkach samochodowych, hydraulice siłowej czy instalacjach technicznych (np. niektóre płyty gumowe). Gorzej radzi sobie z promieniowaniem UV, ozonem i długotrwałą ekspozycją atmosferyczną. Odporność chemiczna NBR zależy od konkretnej mieszanki materiałowej oraz zawartości akrylonitrylu (ACN) – im wyższa, tym zwykle lepsza odporność na oleje i paliwa, ale jednocześnie niższa elastyczność w niskiej temperaturze.

EPDM

EPDM (guma etylenowo-propylenowa) bardzo dobrze radzi sobie z wodą, parą wodną, glikolem, rozcieńczonymi kwasami i zasadami oraz wieloma środkami czyszczącymi. Wykorzystuje się ją, tworząc np. uszczelki bramy garażowej czy uszczelki gumowe drzwi. Materiał bardzo słabo toleruje kontakt z olejami mineralnymi, paliwami i smarami technicznymi, pod wpływem których może pęcznieć, mięknąć i tracić stabilność wymiarową. Nie stosuje się go w instalacjach olejowych ani paliwowych.

FKM

FKM określa się często nazwą handlową Viton. Należy on do najbardziej odpornych chemicznie elastomerów i dobrze radzi sobie z olejami mineralnymi, paliwami, smarami, a także wieloma rozpuszczalnikami alifatycznymi i aromatycznymi czy agresywną chemią przemysłową, np. benzyną, olejem napędowym, toluenem lub ksylenem.

Typowy zakres pracy FKM to ok. od -20 do +200°C, jednak specjalistyczne mieszanki mogą pracować nawet w wyższej temperaturze. Materiał zachowuje stabilność mechaniczną i wymiarową również przy długotrwałym kontakcie z mediami chemicznymi oraz podwyższoną temperaturą. Często stosuje się go tam, gdzie niewystarczający okazuje się NBR, np. w instalacjach paliwowych pracujących pod wysoką temperaturą albo w środowiskach narażonych na agresywne środki chemiczne. Materiał gorzej znosi kontakt z niektórymi ketonami, aminami i gorącą parą wodną.

PTFE

Teflon (PTFE) cechuje się jedną z najwyższych odporności chemicznych wśród materiałów uszczelniających. Doskonale znosi kontakt z agresywnymi kwasami, zasadami, paliwami, olejami oraz większością rozpuszczalników. Standardowo pracuje w temperaturach od -200 do +260°C i praktycznie nie reaguje z większością substancji chemicznych stosowanych w przemyśle. Uszczelki teflonowe stosuje się szeroko w instalacjach chemicznych, spożywczych, farmaceutycznych, procesowych.

PUR

Poliuretan dobrze radzi sobie z częścią olejów i smarów (np. olejami hydraulicznymi i smarami litowymi). Gorzej wypada w reakcji z rozpuszczalnikami czy agresywną chemią przemysłową, taką jak aceton, toluen czy stężone kwasy. W praktyce uszczelki poliuretanowe stosuje się rzadko w instalacjach chemicznych, a częściej w hydraulice siłowej, siłownikach i układach dynamicznych, biorąc pod uwagę ich bardzo dobrą odporność mechaniczną oraz wysoką odporność na ścieranie.

Silikon – dobra odporność termiczna, słabsza na paliwa i oleje

Uszczelki silikonowe znane są przede wszystkim z zastosowań w instalacjach narażonych na oddziaływanie wody lub wilgoci, na które są wysoce odporne. Dobrze też znoszą kontakt z częścią alkoholi, słabiej – z paliwami, olejami mineralnymi i niektórymi rozpuszczalnikami organicznymi. Odporność chemiczna silikonu jest w dużej mierze zależna od temperatury (typowy zakres pracy wynosi ok. od -60 do +315°C). W optymalnych warunkach profile silikonowe są odporne na większość związków chemicznych, jednak w dużej liczbie przypadków – zwłaszcza zastosowaniach przemysłowych – zaleca się uprzedni kontakt z dostawcą, by zweryfikować zasadność aplikacji produktu w konkretnym miejscu.

Podsumowanie i wnioski

Odporność chemiczna uszczelki zależy przede wszystkim od rodzaju materiału, temperatury pracy oraz czasu kontaktu z konkretną substancją chemiczną. Materiał dobrze znoszący oleje i paliwa może jednocześnie słabo radzić sobie z promieniowaniem UV, wilgocią lub agresywnymi rozpuszczalnikami. Dobór uszczelki powinien zawsze uwzględniać rzeczywiste warunki pracy instalacji, a nie wyłącznie pojedynczy parametr materiału.