ชนิดของยางต่างๆ ที่ใช้เป็นวัสดุทำโอริง

on
Categories: Knowledge about O-ring

วัสดุที่ใช้ผลิตโอริง มีการคิดค้นขึ้นมาใช้กันหลากหลายชนิด แต่ละชนิดมีคุณสมบัติต่อการใช้งานแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งาน แต่มีไม่กีชนิดที่รู้จักกันและนิยมใช้กันในชิ้นส่วนเครื่องจักรกล ดังนี้

1.NR (Natural Rubber)
ยาง NR
ยางธรรมชาติ (NR) หรือยางพาราได้จากการกรีดจากต้นยางพาราสายพันธุ์ Hevea Braziliensis ลักษณะของน้ำยางที่ได้เป็นสีขาวข้น มีเนื้อยางแห้งประมาณ 30% โดยน้ำหนัก หลังจากนั้นจะถูกนำไปปั่นเหวี่ยง ให้ได้เนื้อยางแห้ง 60%โดยน้ำหนัก ซึ่งจะเรียกว่าน้ำยางข้นและมีการเติมแอมโมเนีย และสารเคมีอื่นๆ เพื่อช่วยรักษาสภาพของน้ำยางข้น หลังจากนั้นจะส่งออกสู่ตลาดเพื่อนำไปผลิต เป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ถุงมือยาง ถุงยางอนามัย ลูกโป่ง จุกหัวนม เป็นต้น ส่วนยางแห้ง ได้จากการนำน้ำยางสดมาเติมกรด (กรดอะซิติค กรดฟอร์มิค หรือกรดซัลฟูริค) ทำให้เกิดการจับตัวของน้ายางเป็นก้อนแข็ง และแยกตัวออกจากน้ำ  นำไปรีดด้วยลูกกลิ้ง อบรมควัน เป็นเวลา 2-3 วัน ยางที่ได้จากกระบวนการนี้ คือ ยางแผ่นรมควัน นอกจากนี้ยังมียางเครฟ ซึ่งได้จากการนำเศษยาง ไปรีดในเครื่องเครฟ และนำสิ่งสกปรกต่างๆ ออก ยางชนิดนี้จะมีสีเข้มจำเป็นต้องใส่สารฟอกสี เพื่อให้ยางมีสีขาวขึ้น ยางแท่ง เป็นยางแผ่นรมควัน และยางเครฟ ที่ถูกนำมาจัดแบ่งเกรดจาก ปริมาณเถ้า ดัชนีความอ่อนตัว ตามมาตรฐานยางแท่ง
คุณสมบัติของยางธรรมชาติ
มีความยืดหยุ่นสูง มีสมบัติดีเยี่ยมในด้านการเหนียวติดกัน มีค่าความทนทานต่อแรงดึงสูงมากโดยไม่ต้องเติมสารเสริมแรง มีความทนต่อการฉีกขาดสูงมากทั้งที่อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิสูง มีความต้านทานต่อการล้าตัวสูง มีความต้านทานต่อการขัดถูสูง มีความเป็นฉนวนไฟฟ้าสูงมาก ยางดิบละลายได้ดีในตัวทำละลายที่ไม่มีขั้ว เช่น เบนซีน เฮกเซน และโทลูอีน เนื่องจากตัวยางดิบไม่มีขั้ว และไม่ทนต่อน้ำมันปิโตรเลียม แต่จะทนต่อของเหลวที่มีขึ้ว เช่น อะซิโตน หรืออัลกอฮอล์  นอกจากนี้ยังทนต่อกรด และด่างอ่อน แต่จะไม่ทนต่อกรดและด่างเข้มข้น ไวต่อการทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ไม่ทนต่อโอโซน การกระเด้งกระดอนสูง อุณหภูมิการใช้งานตั้งแต่ -55 – 70 องศาเซลเซียส แต่หากเก็บไว้นานๆ จะทำให้ยางสูญเสียความยืดหยุ่นลง

2.NBR (Nitrile Buna Rubber)
ยาง NBR
ยาง NBR เป็นโคพอลิเมอร์ของ อะไครโลไนไตร์ล และบิวตาไดอีน ยางชนิดนี้มีความเป็นขั้วสูง ยางชนิดนี้จึงมีคุณสมบัติเด่นคือทนต่อน้ำมันปิโตรเลียม และตัวทำละลายที่ไม่มีขั้วต่างๆ ได้ดี เนื่องจากยางชนิดนี้ประกอบด้วยสองส่วนคือส่งที่เป็น บิวตาไดอีน ซึ่งจะให้ความยืดหยุ่น และส่วนที่เรียกว่าอะไครโรไนไตร์ลซึ่งเป็นส่วนที่จะทำให้คุณสมบัติของยาง NBR เปลี่ยนแปลงไป กล่าวคือ หากยิ่งเพิ่มปริมาณ อะไครโรไนไรล จะทำให้มีความทนต่อน้ำมันและตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอนสูงขึ้น การกระเด้งกระดอนต่ำลง compression set น้อยลง อัตราการซิมผ่านก๊าซลดลง สมบัติการหักงอที่อุณหภูมิต่ำลดลง ความทนทานต่อความร้อนและโอโซนสูงขึ้น ความต้านทานการขัดถูสูงขึ้น ความแข็งและความทนทานต่อแรงดึงสูงขึ้น ความหนาแน่นสูงขึ้น
คุณสมบัติทั่วไปของยาง NBR คือมีความยืดหยุ่น และความทนต่อแรงดึง และความเป็นฉนวนไฟฟ้าค่อนข้างต่ำ จำเป็นต้องเติมสารเติมแต่งเพื่อเพิ่มคุณภาพดังกล่าว คุณสมบัติเด่นหลายๆ ข้อ เช่น ความต้านทานต่อการขัดถู ความทนทานต่อการเสื่อมสภาพ ความทนทานต่อน้ำมันและสารเคมี นอกจากนี้ NBR ยังมีการซึมผ่านของก๊าซต่ำมาก อุณหภูมิการใช้งานอยู่ในช่วงประมาณ -40 – 100 องศาเซลเซียส
การใช้งานส่วนใหญ่จะถูกนำไปใช้กับงานที่ต้องสัมผัสน้ำมัน ทนทานต่อความร้อน และต้านทานต่อการขัดถู ตัวอย่างผลิตภัณฑ์ ได้แก่ ประเก็นน้ำมัน ยางโอริง ยางซีล ยางเชื่อมข้อต่อ สายพานลำเลียง ท่อดูดหรือส่งน้ำมัน ท่อยางเสริมแรง ยางบุภาชนะ ยางเคลือบลูกกลิ้ง รองเท้าบูท พื้นและส้นรองเท้า เป็นต้น

3.EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer [M-class] Rubber)
EPDM เป็นพอลิเอทิลีน (ethylene) และโพรพิลี (propylene) โดยยาง Ethylenepropylene diene-(EPDM) จะถูกผลิตโดยใช้โมโนเมอร์ที่สามและเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการกันรั่วซึมในของเหลวไฮดรอลิคส์ และในระบบเบรก มีช่วงอุณหภูมิการทำงานในวงกว้าง -65 °F ถึง 300 °F (-55 ?C ถึง 150 °C) นอกจากนี้นี้ยังใช้ในการอบไอน้ำและอุณหภูมิที่ต่ำกว่าการใช้งานที่อุณหภูมิปรกติด้วย
โดยทั่วไปแล้วยางเอทิลีนโพรพิลีนมีความต้านทานต่อโอโซน แสงแดด และสภาพอากาศได้ดีเลิศ และยังมีความยืดหยุ่นดีมากในที่ระดับอุณหภูมิต่ำ ทนทานต่อสารเคมีได้ดี (กรดเจือจางและด่าง,สารละลายโพลาร์) และมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดี

4.PU (Polyurethane)

โพลียูรีเทน (Polyurethane) หรือที่นิยมใช้ในตัวย่อว่า PU คือ สารพอลิเมอร์ชนิดหนึ่งซึ่งประกอบไปด้วยหน่วยชีวเคมีระหว่างการเชื่อมต่อของยูรีเทนและพอลิเมอร์ของโพลียูรีเทน โดยมีการประกอบกันขึ้นมาจากมอนอเมอร์เป็นอย่างน้อย 2 ชนิด สำหรับวัสดุที่โพลียูรีเทนเป็นส่วนประกอบนั้นจะขึ้นอยู่กับลักษณะโดดเด่นของคุณสมบัติ อันได้แก่ ความเหนียว ความแข็งและความหนาแน่น

นอกจากนี้ โพลียูรีเทนก็ยังสามารถนำมาใช้ในการเคลือบสีเฟอร์นิเจอร์ไม้ได้อีกด้วย เพราะสามารถทนต่อสารเคมีและการขูดขีดได้ดี จึงช่วยปกป้องไม่ให้เฟอร์นิเจอร์ไม้เป็นรอยได้อย่างง่ายดาย อีกทั้งยังคงความสวยงามในตลอดการใช้งาน เรียกว่าเป็นตัวช่วยเพิ่มอายุการใช้งานให้เฟอร์นิเจอร์ไม้ได้เป็นอย่างดี

5.SI (Silicone)

ซิลิโคน เป็นยางที่ครอบคลุมกลุ่มของวัสดุจำพวก vinyl-methyl-silicone (VMQ) ซึ่งมักจะเป็นส่วนผสมกลาง ๆ ยางซิลิโคนเป็นยางที่มีความต้านทานแรงดึงค่อนข้างต่ำฉีกขาดง่ายและมีความต้านทานการสึกหรอได้ไม่ดี แต่ซิลิโคนมีความต้านทานความร้อนได้ดีขึ้นถึง 450 °F (232 °C) และสภาวะความเย็นได้ดีที่ -75 °F (-59 °C)

เนื่องจากยางซิลิโคนเป็นยางที่มีราคาค่อนข้างสูง เพราะฉะนั้นการใช้งานก็จะใช้สำหรับงานเฉพาะ หรือเป็นชิ้นส่วนเล็ก ๆ เช่น ใช้กับผลิตภัณฑ์เครื่องกลต่าง ๆ ที่ใช้ในอุณหภูมิสูงหรือต่ำ ทำอวัยวะเทียมทางการแพทย์ เครื่องอุปโภคบริโภคที่เน้นความสะอาดเป็นหลัก เป็นต้น

6.CSM (Chlorosulfonated Polyethylene Rubber)หรือ Hypalon

Chlorosulfonated Polyethylene Rubber , CSMหรือมีชื่อทางการค่าว่า HYPALON  เป็นยางสังเคราะห์ที่มีสมบัติเชิงกลที่ดี , ทนโอโซนดีเยี่ยม ,ทนสารเคมี , ทนต่อการลามไฟ  นอกจากนี้ยังทนต่อการเปลี่ยนสี ( discoloration) อันเนื่องมาจากแสงแดดและรังสีอัลตราไวโอเลต  ( UV ) ได้ดีอีกด้วย ซึ่ง ยาง CSM มีช่วงอุณภูมิการใช้งานในช่วง -10 ˚C to +150 ˚C นิยมนำมาผลิตท่อยางทนกรด – ทนสารเคมี , แผ่นยางมุงหลังคา (Roofing) , แผ่นยางรองสระน้ำ , ปลอกหุ้มสายเคเบิ้ล หรือ ชิ้นส่วนยางสำหรับโครงสร้างอาคาร เป็นต้น

7.CR (Chloroprene หรือ Neoprene Rubber)

เป็นยางสังเคราะห์ในยุคแรกที่พัฒนาในเชิงพาณิชย์ ถูกนำไปใช้งานทั่วไปในสภาวะที่ต้องการความต้านทานต่อสารเคมี แต่ก็มีสมบัติเชิงกลที่ดีในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ๆ เป็นยางที่มีต้นทุนต่ำสามารถพบได้ในกลุ่มยางรองเท้าและผลิตภัณฑ์ทั่วไป ในช่วงอุณหภูมิ -40 °F ถึง 250 °F (-40 °C ถึง 121 °C) ช่วงหลัง ๆ ไม่เป็นที่นิยม

ทนต่อสภาพอากาศ  ทนความร้อนและโอโซน  ทนน้ำมัน ทนไฟ ทนต่อแรงดึงและการฉีกขาด  ทนกรดทนด่าง นิยมนำมาใช้ในการผลิตยางพันลูกกลิ้ง  ยางขอบหน้าต่าง ยางรองคอสะพาน

8.Conductive (ยางนำไฟฟ้า)

ปรกติยางทั่วไปจะมีโครงสร้างโมเลกุลที่ไม่เอื้อต่อการนำกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไปยางจะมีความเป็นฉนวนไฟฟ้าค่อนข้างสูง ตัวอย่างเช่น NR, IR,SBR, BR, (X)IIR, EPDM  แล้วแต่ประเภทของยาง การจะทำให้ยางนำกระแสไฟฟ้า (Conductive Rubber) หรือป้องกันไฟฟ้าสถิตไม่ให้เกิดขึ้นจะต้องมีการปรับปรุงสูตรยาง (Compound) โดยใส่สารปรุงแต่ง (Additive) ให้เพิ่มระดับการนำไฟฟ้ามากขึ้นตามแต่ระดับของการใช้งาน เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมก่อสร้าง ,อุตสาหกรรมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ,อุตสาหกรรมยานยนต์ ,อุตสาหกรรมผลิตไฟฟ้า

9.Ebonite

อีโบไนต์หรือยางแข็ง (hard rubber) คือ ยางที่ผ่านกระบวนการวัลคาไนเซชันโดยใช้กำมะถันในปริมาณสูง (30-50%) และให้ความร้อน ทำให้ยางมีโครงสร้างแบบร่างแห (network) และมีสมบัติแข็งมากแต่เปราะ ติดไฟง่าย ไม่เป็นพิษ ไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ทั่วไป นิยมใช้ทำหม้อบรรจุแบตเตอรีหรือภาชนะบรรจุกรด-เบส

10.Sponge (ยางฟองน้ำ)

ยางฟองน้ำหรือ ยางโฟม  เป็นยางที่มีโพรงอากาศแทรกอยู่ในเนื้อยางทำให้ยางเกิดความนุ่ม เบา ยืดหยุ่น คืนตัวได้ดีกว่ายางทั่วไป  ทาง Neoplastomer สามารถผลิตยางฟองน้ำจาก ซิลิโคน(Silicone) , NR ,EPDM และ อื่นๆได้ตามความต้องการ