المطاط الصناعي

يتحمل المطاط الطبيعي بيئات متنوعة تشمل المياه العذبة والمالحة والهواء والغازات الخاملة والقلويات والمحاليل الملحية؛ ومع ذلك، فإن الزيوت المعدنية والمذيبات غير القطبية تُلحق به الضرر. يتميز المطاط الطبيعي بأداء استثنائي في درجات الحرارة المنخفضة، ويتحمل درجات حرارة تصل إلى 90 درجة مئوية كحد أقصى للاستخدام طويل الأمد. كما أنه يعمل بكفاءة عند درجة حرارة -60 درجة مئوية. استخدم المثال أعلاه.

تُعدّ المركبات البترولية، بما في ذلك زيت الوقود وزيت التشحيم والبترول، مناسبةً لمطاط النتريل. ويتراوح نطاق درجة الحرارة للاستخدام طويل الأمد بين 120 درجة مئوية، و150 درجة مئوية في الزيت الساخن، وبين -10 و-20 درجة مئوية في درجات الحرارة المنخفضة.

مياه البحر، والأحماض الضعيفة، والقلويات الضعيفة، ومحاليل الملح، ومقاومة ممتازة للشيخوخة الناتجة عن الأكسجين والأوزون، ومقاومة للزيوت أقل من مطاط النتريل ولكنها أفضل من أنواع المطاط العامة الأخرى، ودرجات حرارة استخدام طويلة الأمد أقل من 90 درجة مئوية، ودرجات حرارة استخدام قصوى لا تتجاوز 130 درجة مئوية، ودرجات حرارة منخفضة تتراوح بين -30 و50 درجة مئوية، كلها مناسبة لمطاط الكلوروبرين.

يأتي مطاط الفلوريتوفر بأشكال متنوعة، جميعها تتمتع بمقاومة جيدة للأحماض والأكسدة والزيوت والمذيبات. درجة حرارة الاستخدام على المدى الطويل أقل من 200 درجة مئوية، ويمكن استخدامه مع جميع الوسائط الحمضية تقريبًا، بالإضافة إلى بعض الزيوت والمذيبات.

تُستخدم الصفيحة المطاطية في الغالب كحشية شفة لأنابيب المياه أو في غرف التفتيش والفتحات اليدوية المُهدمة، ولا يتجاوز الضغط 1.568 ميجا باسكال. تُعدّ الحشيات المطاطية الأكثر ليونة والأفضل من حيث قوة الالتصاق بين جميع أنواع الحشيات، ويمكنها تحقيق إحكام الإغلاق بقوة شد مسبقة بسيطة. ونظرًا لسمكها أو ضعف صلابتها، يسهل إخراج الحشية عند تعرضها لضغط داخلي.

تُستخدم صفائح المطاط في المذيبات العضوية مثل البنزين والكيتون والإيثر، وغيرها، والتي قد تتسبب في فشل عملية منع التسرب نتيجةً للتورم وزيادة الوزن والتليّن والالتصاق. وبشكل عام، لا يُنصح باستخدامها إذا تجاوز مستوى التورم 30%.

تُفضّل الوسادات المطاطية في ظروف الفراغ والضغط المنخفض (خاصةً أقل من 0.6 ميجا باسكال). مادة المطاط كثيفة ونفاذة للهواء بدرجة طفيفة. بالنسبة لحاويات الفراغ، على سبيل المثال، يُعدّ مطاط الفلورين الأنسب كحشية مانعة للتسرب، حيث يمكن أن يصل مستوى الفراغ إلى 1.3 × 10⁻⁷ باسكال. يجب خبز الوسادة المطاطية وتفريغها قبل استخدامها في نطاق فراغ يتراوح بين 10⁻¹ و10⁻⁷ باسكال.

صفائح مطاطية من الأسبستوس

على الرغم من إضافة المطاط ومواد مالئة متنوعة إلى مادة الحشية، إلا أن المشكلة الرئيسية تكمن في عدم قدرتها على سد المسام الدقيقة الموجودة بشكل كامل، مع وجود قدر ضئيل من الاختراق، حتى مع انخفاض سعرها مقارنةً بالحشيات الأخرى وسهولة استخدامها. لذا، لا يمكن استخدامها في البيئات شديدة التلوث حتى في حال عدم تجاوز الضغط ودرجة الحرارة الحد المسموح به. ونظرًا لتفحم المطاط والمواد المالئة عند استخدامها في بعض أنواع الزيوت ذات درجات الحرارة العالية، عادةً قرب نهاية عمرها الافتراضي، تتضاءل قوتها وتصبح المادة رخوة، ويحدث اختراق عند السطح الفاصل وداخل الحشية، مما يؤدي إلى تكوّن رواسب كربونية ودخان. إضافةً إلى ذلك، تلتصق طبقة المطاط الأسبستي بسهولة بسطح مانع التسرب عند درجات الحرارة العالية، مما يُعقّد عملية استبدال الحشية.

تحدد قوة احتفاظ مادة الحشية بضغطها في مختلف الأوساط عند تسخينها. تحتوي المواد التي تحتوي على ألياف الأسبستوس على ماء التبلور وماء الامتصاص. عند درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية، يبدأ ماء التبلور بالترسب، مما يؤدي إلى انخفاض القوة. عند 110 درجة مئوية، يكون ثلثا الماء الممتص بين الألياف قد ترسب، وانخفضت قوة شد الألياف بنحو 10%. عند 368 درجة مئوية، يكون كل الماء الممتص قد ترسب، وانخفضت قوة شد الألياف بنحو 20%.

تتأثر قوة صفائح مطاط الأسبستوس بشكل كبير بالوسط المحيط بها. فعلى سبيل المثال، تختلف قوة الشد العرضي لصفائح مطاط الأسبستوس المقاومة للزيوت رقم 400 بنسبة 80% بين زيت تشحيم الطائرات ووقود الطائرات، ويعود ذلك إلى أن انتفاخ المطاط في الصفيحة بفعل بنزين الطائرات يكون أشد منه بفعل زيت تشحيم الطائرات. وبناءً على ما سبق، تتراوح درجات حرارة التشغيل الآمنة وضغط التشغيل لصفائح مطاط الأسبستوس XB450 المحلية بين 250 و300 درجة مئوية، و3.5 ميجا باسكال على التوالي؛ بينما تبلغ درجة الحرارة القصوى لصفائح مطاط الأسبستوس المقاومة للزيوت رقم 400 350 درجة مئوية.

تحتوي صفائح مطاط الأسبستوس على أيونات الكلوريد والكبريت. وقد تتشكل طبقة واقية من التآكل بسرعة على حوافها المعدنية بعد امتصاص الماء. وتحتوي صفائح مطاط الأسبستوس المقاومة للزيوت تحديدًا على نسبة كبريت أعلى بعدة مرات من صفائح مطاط الأسبستوس العادية، مما يجعلها غير مناسبة للاستخدام في البيئات غير الزيتية. في البيئات الزيتية والمذيبة، تتمدد الحشية، ولكن إلى حد معين، لا يؤثر ذلك بشكل ملحوظ على قدرتها على منع التسرب. على سبيل المثال، أُجري اختبار غمر لمدة 24 ساعة في وقود الطائرات عند درجة حرارة الغرفة على صفائح مطاط الأسبستوس المقاومة للزيوت رقم 400، وكان من الضروري ألا تتجاوز الزيادة في الوزن الناتجة عن امتصاص الزيت 15%.