熱を帯びている半導体や化学処理産業などの多くのプロセス産業では、通信、コンピューティング、クリーンエネルギー、その他無数のアプリケーションに革命をもたらすために、高温でエキゾチックな化学物質が使用されています。そのため、エラストマーシールのような部品には、より過酷な環境下で設計意図を達成するための新たな負荷がかかっています。

FKMやFFKMなどのエラストマー材料は、半導体、石油・ガス、航空宇宙などの産業における多くの用途で一般的に使用されており、一部の進化した用途では、さらに高温になる傾向が指摘されています。このため、エラストマー素材をどのように評価し、厳しい条件下でも十分な寿命を発揮できる能力を評価するかが問われることになります。まず理解すべきは、熱安定性は時間と温度の組み合わせであり、化学物質やプラズマへの暴露など他の要因にも影響される可能性があるということです。

エラストマー材料の熱安定性を測定する最も基本的な試験のひとつに熱重量分析（TGA）がありますが、この方法ではシール性能を十分に表すことができない場合があります。TGAは基本的に、温度上昇にさらされたり、設定温度に一定時間保持されたりしたときの材料の重量変化を測定します。質量分析計と組み合わせると、熱分解生成物を特定できる場合があります。この方法は、熱劣化の全過程を理解するのに有効ですが、アプリケーションにおけるシールの寿命と関連付けるのは難しい場合があります。

圧縮永久歪みとは、エラストマーが一定のたわみ量まで圧縮され、高温に一定時間保持された後、元の厚さに戻る能力を示す指標である。圧縮永久ひずみが大きいと、エラストマーシールの熱安定性が悪くなり、シール力が低下するため、しばしばこのような現象が起こります。シール材の使用上限温度を推定するための一般的な方法は、1000時間以上の長期圧縮永久歪み測定を実施することです。様々な温度でのデータセットを用いて、材料が1000時間後に80％の圧縮永久歪みに達する温度を決定します。その他の時間と圧縮永久歪みの組み合わせは、特定の用途に基づいて選択することができます。

圧縮応力緩和（CSR）とは、ある温度で、時間の経過とともに一定のたわみが生じた場合に、エラストマーが発揮する弾性力を測定するものである。この弾性力またはシール力は、連続的に収集することも、所定の時間間隔で材料を老化させることによって収集することもできます。ある用途でシールの完全性を維持するための最小限のシール力がよく理解されている場合、CSRの測定値から上限使用温度や所定温度での寿命を推定することができます。CSRはシールの用途を最も代表する試験かもしれませんが、エラストマーについては、圧縮永久ひずみと比較するための過去のデータがそれほど多く存在しません。

エラストマーシールの熱安定性と使用上限温度を理解することは、適切な材料を選択し、寿命を予測するために重要であることは明らかです。 

グリーンツイードの製剤科学者、アプリケーションエンジニア、マーケティングチームは、産業界の進化する課題に対応するため、Chemraz®とFusion®エラストマーシールを開発し、今も開発を続けています。今日の技術的な問題や、将来予想される課題に対してお客様と協力することで、私たちが共有する未来を実現するためのソリューションを安定的に供給することをお約束します。シールの性能試験方法については、グリーンツイードの担当者にお問い合わせください。