Science des sceaux

Un joint est utilisé pour agir comme une barrière entre des espaces contenant différents matériaux ou différentes pressions. Les exigences relatives au sceau sont régies par la demande. Les principales applications sont des endroits où les pertes de matériaux (par exemple, les lubrifiants) doivent être éliminées et la pénétration de matières étrangères (par exemple, la poussière) dans le système doit être évitée.

En plus de ces exigences, les joints doivent assurer un fonctionnement fiable pendant une durée de vie prescrite. Cela peut être un défi car ils sont soumis à une usure due au mouvement, à la température ou à une attaque chimique. De plus, il est important que le joint ait une consommation d'énergie (frottement) aussi faible que possible et qu'il puisse être retiré pour l'entretien.

En outre, il existe plusieurs domaines de préoccupation concernant les joints et les lubrifiants, notamment le gonflement et le retrait, et l'impact de l'utilisation d'huiles minérales, PAO et silicone.

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Gonflement et retrait :le gonflement et le retrait sont les changements les plus importants subis par les matériaux de joint après contact avec des lubrifiants.

Le gonflement est causé par la diffusion dans les zones de surface du matériau d'étanchéité jusqu'à ce qu'il devienne saturé. Le comportement au gonflement dépend non seulement de la structure chimique de l'huile et du matériau polymère, mais aussi du degré de réticulation du polymère.

Dans la plupart des cas, le rétrécissement est le résultat de la perte de plastifiant dans le matériau polymère du joint.

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Huiles minérales :Il faut garder à l'esprit que les lubrifiants à base d'huile minérale et à forte teneur en composés aromatiques ont généralement une moins bonne compatibilité d'étanchéité que les huiles hautement raffinées. Les huiles d'ester sont également connues pour avoir une compatibilité relativement faible. Avec des huiles ayant une structure chimique similaire, la tendance au gonflement diminue à mesure que la viscosité augmente.

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Polyalphaoléfines (PAO) :les huiles PAO sont des hydrocarbures synthétiques et contrairement aux huiles minérales, qui se composent d'un grand nombre de molécules différentes, sont construites à partir de la même molécule. Leur comportement vis-à-vis de la compatibilité avec les élastomères est similaire à celui des huiles minérales.

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Huiles de silicone :De par leur structure chimique, très différente de celle de nombreux élastomères, les huiles de silicone présentent souvent une bonne compatibilité avec les matériaux d'étanchéité.

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Par nature, les joints en élastomère sont relativement souples et élastiques. En raison de ces propriétés, un matériau en caoutchouc prend la forme de son homologue. Cela peut entraîner le collage des deux parties. Dans de tels cas, il est important d'utiliser un lubrifiant comme agent de séparation.

En raison du gonflement ou du retrait, les élastomères subissent une modification du module d'élasticité, de la résistance à la traction et de la dureté. Cela signifie qu'en cas d'incompatibilités, les propriétés mécaniques des élastomères peuvent être fortement altérées.

Dans tous les cas, il est conseillé d'effectuer des tests de compatibilité entre le lubrifiant et le matériau du joint, car les élastomères d'une même classe peuvent présenter des comportements de gonflement différents. Les raisons peuvent être différents plastifiants, teneur en plastifiant ou degré de polymérisation.

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