Guia para Escolher Juntas de Borracha para Altas Temperaturas

Imagine o seu produto a operar em ambientes de alta temperatura extrema, enquanto os seus componentes internos permanecem perfeitamente protegidos. O herói anónimo por trás desta fiabilidade pode ser uma pequena junta de borracha. No entanto, escolher o material de borracha de alta temperatura certo é crucial para garantir um desempenho a longo prazo sob stress térmico.

Em aplicações exigentes, como invólucros elétricos, blindagem eletromagnética e dispositivos eletrónicos alimentados por bateria, a seleção do material de borracha torna-se crítica. Estes materiais são sensíveis à temperatura, luz, oxigénio, humidade, calor e stress mecânico. A seleção adequada do material não só garante a longevidade da junta, como também garante a segurança do utilizador final e protege a qualidade do produto.

A conceção de juntas de alta temperatura requer uma consideração cuidadosa do envelhecimento do material, da fissuração e da manutenção do desempenho da vedação em condições térmicas. Este processo envolve a avaliação de vários indicadores-chave de desempenho:

As normas ASTM incluem testes de envelhecimento térmico para avaliar a resistência de um material de borracha à degradação do desempenho em ambientes de alta temperatura. Estes testes simulam condições de utilização a longo prazo e medem as alterações do material a várias temperaturas e durações.

No entanto, passar nos testes de envelhecimento térmico não garante a preservação completa do desempenho. A avaliação abrangente requer testes adicionais de resistência à tração, alongamento, deformação por compressão e dureza.

O teste de deformação por compressão avalia a capacidade de um material de reter as propriedades elásticas após a exposição a altas temperaturas. Os testes prolongados revelam se os materiais de juntas de borracha de alta temperatura conseguem manter o seu desempenho de vedação.

Simplificando, valores de deformação por compressão mais pequenos indicam uma melhor recuperação elástica e eficácia de vedação. Esta medição é semelhante à avaliação da capacidade de uma mola de retornar à sua forma original após compressão prolongada.

Estas métricas refletem a capacidade de um material de manter o seu ponto de rutura sob tensão de tração. Os materiais que se tornam quebradiços a altas temperaturas mostram reduções significativas na resistência à tração e no alongamento.

Em comparação com metais e compósitos, os materiais de borracha geralmente têm limites de temperatura de funcionamento mais baixos. Tipicamente, os materiais de juntas de borracha capazes de suportar 350°F (177°C) são considerados resistentes a altas temperaturas. No entanto, os avanços na ciência dos materiais continuam a elevar estes limites.

A tabela seguinte mostra os materiais de juntas de borracha comuns e as suas temperaturas máximas de funcionamento:

Ao procurar materiais de juntas flexíveis ideais para altas temperaturas, as borrachas fluorocarbonadas e de silicone surgem frequentemente como os principais concorrentes. Ambas oferecem excelente resistência a altas temperaturas, mas diferem noutras propriedades.

A borracha de silicone permanece estável a temperaturas até 500°F (260°C) antes de começar a degradar-se. As suas vantagens incluem:

• Resistência ao calor excecional
• Excelente flexibilidade e elasticidade
• Resistência superior às intempéries e ao ozono

A borracha fluorocarbonada suporta temperaturas até 400°F (204°C) e oferece estas vantagens em relação ao silicone:

• Maior resistência à tração para aplicações de alta pressão
• Melhor resistência a combustíveis, solventes e produtos químicos

A escolha de materiais de juntas de borracha de alta temperatura requer a avaliação de múltiplos fatores:

• Temperatura de funcionamento: Selecione materiais que possam suportar as temperaturas máximas do produto
• Pressão de funcionamento: As aplicações de alta pressão requerem materiais com maior resistência à tração
• Meios de contacto: Considere a exposição a combustíveis, solventes ou produtos químicos
• Condições ambientais: Avalie a exposição aos raios UV, os níveis de ozono e a humidade

A compreensão das propriedades dos diferentes materiais de borracha ajuda a fazer seleções informadas:

Com excelente elasticidade, mas má resistência à temperatura (máx. 180°F), a borracha natural é adequada para aplicações como pneus e vedações básicas.

Oferecendo boa resistência ao óleo e operando até 250°F, a borracha de nitrilo funciona bem para anéis O e componentes do sistema de combustível.

A escolha premium para condições extremas (400°F contínuos), a borracha fluorocarbonada destaca-se em aplicações aeroespaciais e de processamento químico.

Com a maior resistência à temperatura (500°F) e excelentes propriedades elétricas, a borracha de silicone serve bem em aplicações eletrónicas e de qualidade alimentar.