為什麼低溫密封件會變硬或洩漏？

溫度下降後，膠料模量升高，密封件對接觸面的順應能力下降。

長期壓縮後彈性恢復不足，低溫下不能及時補償密封間隙。

金屬、塑膠和矽橡膠的熱收縮程度不同，降溫後密封結構發生變化。

密封件預壓量、溝槽尺寸或裝配公差不合適。

低溫介質使膠料發生溶脹、收縮、抽出或其他性能變化。

動態密封啟動時摩擦增大，密封唇不能及時跟隨運動表面。

製品存在欠硫、過硫、填料分散不均、毛邊或內部缺陷。

IOTA公開資料指出，矽橡膠通常具備低溫柔韌性，但普通材料與特殊材料的適用範圍可能明顯不同；「矽橡膠」這一材料名稱不能代替具體膠料和製品驗證。

先判斷低溫洩漏發生在哪個階段

見表1。若只記錄最低溫度，卻沒有記錄洩漏首次出現的階段，通常難以準確判斷材料問題還是結構問題。

降低邵氏硬度為什麼不一定有效？

室溫邵氏硬度只反映規定條件下的壓入硬度，不能完整代表低溫密封能力。

較軟膠料不一定具有更好的低溫彈性恢復。

硬度降低可能增加擠出、撕裂和裝配變形風險。

如果溝槽、預壓量或間隙設計不合適，換軟膠仍可能洩漏。

動態密封還需評價摩擦、磨損和唇口跟隨性。

介質導致的溶脹或收縮不能僅靠調整硬度解決。

選型時應同時觀察低溫模量、回彈、壓縮永久變形、應力鬆弛和實際密封表現。

普通矽橡膠與甲基苯基矽橡膠怎樣比較？

見表2。IOTA公開的一款PMVQ甲基苯基矽橡膠專門用於具良好低溫柔韌性的製品，並給出該具體產品的適用溫度資訊。這說明苯基矽橡膠可用於特殊低溫方向，但該產品資料不能直接轉寫為其他品牌、配方或製品的保證範圍。

選型前需要確認哪些工況？

見表3。資料不完整時，不宜直接指定苯基矽橡膠牌號、硬度或最低使用溫度。

低溫密封材料應該驗證哪些指標？

見表4。ISO 815-2:2019規定硫化橡膠或熱塑性橡膠低溫壓縮永久變形的測定方法，並指出結果會受玻璃化硬化或結晶影響；該版本於2024年復審確認後仍為現行標準。

ASTM D1329-16(2021)採用低溫回縮程序評價橡膠的結晶影響和黏彈性，可與其他低溫試驗結合用於材料選擇，但不能單獨替代實際密封件測試。

怎樣設計低溫密封對照試驗？

使用相同結構、尺寸和表面品質的密封件。

設置現用膠料、較低硬度膠料和甲基苯基矽橡膠候選膠料。

固定溝槽、壓縮率、裝配方式和接觸表面。

按實際降溫速度、最低溫度和保溫時間試驗。

分別記錄降溫、低溫保溫、低溫啟動和回溫階段的洩漏。

比較試驗前後的硬度、尺寸、壓縮恢復、裂紋和介質變化。

對動態密封同步記錄啟動力、摩擦、磨損和表面狀態。

進行多次溫度循環，不能只完成一次低溫暴露。

常見誤區

室溫硬度越低，低溫密封越可靠：低溫可靠性還取決於材料結構、低溫模量、壓縮恢復、介質和密封設計。

低溫不裂就代表不會洩漏：沒有脆裂不代表仍能保持足夠接觸壓力和彈性補償。

看到耐低溫數值就直接使用：數值可能來自低溫脆性、TR、玻璃化轉變或其他測試，不能脫離方法解讀。

甲基苯基矽橡膠能解決全部低溫問題：溝槽、預壓、介質不相容或裝配損傷仍可能導致洩漏。

只測標準試片：最終可靠性仍需以實際密封結構、壓力和溫度循環驗證。

推薦選擇步驟

確認最低溫度、持續時間和溫度循環方式。

判斷洩漏發生在降溫、保溫、啟動還是回溫階段。

檢查密封溝槽、壓縮率、公差和接觸表面。

確認介質、壓力和動態運動條件。

比較普通矽橡膠、甲基苯基矽橡膠及其他候選彈性體。

完成低溫壓縮恢復、介質老化和實件氣密試驗。

根據多批次和溫度循環結果確定材料及製品方案。

安徽艾約塔矽油有限公司作為「有機矽全產業鏈的方案提供者」，可圍繞苯基生膠、甲基苯基矽橡膠、普通矽橡膠及相關材料協助篩選候選方向。具體方案仍應依最低溫度、密封結構、介質、壓力、硫化工藝和驗證要求確定。

FAQ

矽橡膠密封圈低溫變硬，換低硬度膠料有效嗎？

不一定。低硬度可能改善部分貼合性，但洩漏還可能與壓縮恢復、間隙、熱收縮和介質有關。

甲基苯基矽橡膠為什麼適合評估低溫密封？

部分配方具較好的低溫柔韌性，可用於嚴苛低溫方向，但適用範圍仍取決於配方、製品和工況驗證。

低溫脆性溫度可作為密封件最低使用溫度嗎？

不能直接等同。脆性試驗反映規定衝擊條件下的破壞，密封件還需保持接觸壓力和彈性恢復。

為什麼要測低溫壓縮永久變形？

長期受壓後若不能恢復，降溫產生間隙時可能無法保持密封接觸。

同一種矽橡膠可同時滿足低溫和耐油嗎？

需按介質確認。低溫柔韌性不代表耐燃油、潤滑油或溶劑合格，應做實際介質浸泡和密封試驗。

回溫後密封恢復正常，能繼續使用嗎？

不能僅憑一次回溫恢復判斷。反覆循環可能造成應力鬆弛、磨損或永久變形，還需驗證循環壽命。