Guía de selección de materiales de caucho: compare 8 elastómeros comunes

EPDM es un buen lugar para comenzar cuando hay exposición al agua y al clima. NBR es un comienzo cuando se trata de aceite de petróleo, pero FKM debe incluirse cuando el aceite caliente exige una lista corta diferente. Esta guía de selección de materiales de caucho compara ocho elastómeros comunes y luego muestra cómo limitar una familia a un compuesto y probar la pieza moldeada en sus condiciones de servicio.

Actualizado en octubre de 2026

Comience con las condiciones de servicio, no con un nombre de goma

El caucho adecuado debe seleccionarse en función de las condiciones que encontrará la pieza, comenzando con cada fluido y los estados operativos más fríos y más calientes. Las decisiones de selección de materiales luego pasan por tres niveles: familia de polímeros, grado compuesto y componente moldeado. Cada nivel da una respuesta a una pregunta diferente, desde la amplia compatibilidad hasta si el conjunto sella o sobrevive al movimiento repetido.

Un dibujo que dice “caucho, 70 Shore A” no brinda información sobre el entorno de servicio y los fluidos. Antes de solicitar cotizaciones, el personal de ingeniería determina y especifica las condiciones de servicio, las compras mantienen la equivalencia y el personal de calidad decide qué se requiere para aceptar muestras.

Pentru expuneri lichid, ASTM D471 proporciona procedimientos de prueba comparativos; no reemplaza la prueba de la pieza ensamblada bajo las condiciones de servicio registradas.

Compare materiales de caucho: EPDM, NBR, silicona, FKM y más

Para diferentes exposiciones, EPDM, NBR, silicona y FKM son puntos de partida; NR, SBR, CR y HNBR amplían la lista corta para tareas mecánicas o mixtas. Compare estos diferentes tipos de caucho por su ajuste más fuerte y la condición que podría excluirlos. Un material preferido se convierte en una especificación de compra después de que un compuesto particular cumple con los requisitos de la aplicación.

Las tendencias y comportamientos amplios, denominados “excelente resistencia” o “buena resistencia”, permiten examinar las familias antes de comparar compuestos individuales. Se deben especificar las condiciones de prueba y el medio a utilizar para utilizar estas declaraciones en el diseño.

Fuera de las ocho familias, el butilo es útil para investigar dónde es preocupante la baja permeabilidad a los gases; El poliuretano merece atención por su resistencia al desgaste. Los gases a alta presión y las tareas de descompresión rápida requieren un plan de calificación específico. Un caucho versátil para una cubierta protectora puede ser incorrecto para un sello móvil.

¿Cuál es la diferencia entre caucho natural y caucho sintético?

El caucho natural se deriva del látex del árbol del caucho, mientras que el caucho sintético se produce mediante síntesis química. El caucho natural es útil por su resistencia y propiedades mecánicas; Las familias sintéticas ofrecen diferentes combinaciones de resistencia al aceite, al calor y a la intemperie. Ninguna categoría proporciona las mejores propiedades del material para cada aplicación.

La composición otorga a los grados dentro de ambas categorías sus propiedades únicas. La química de curado, la mezcla de polímeros y los rellenos afectan la parte terminada. En un estudio de 2009, Noguchi y sus colegas atribuyeron el comportamiento de desgarro de las mezclas entrecruzadas NR/SBR a la cristalización inducida por deformación y la estructura de la mezcla. Esto explica por qué los compuestos de tipos de caucho familiares pueden comportarse de manera diferente cuando se aplica carga. Lea el resumen del estudio original.

Verifique la compatibilidad química antes del rango de temperatura

La compatibilidad química puede eliminar un candidato antes de las comparaciones de temperatura. El fluido del proceso, el limpiador y el lubricante de instalación afectan el caucho en diferentes etapas. La hinchazón puede provocar un mal ajuste, mientras que la extracción puede provocar contracción o pérdida de propiedades. Todavía se necesita un grado de una familia resistente a los productos químicos, adecuado a la concentración y exposición requeridas.

Sello de agua EPDM: incluye grasa de ensamblaje, ya que los lubricantes a base de petróleo pueden traer una exposición incompatible a una aplicación de agua que de otro modo sería adecuada. Para una decisión más cercana sobre dos materiales, utilice el Comparación de caucho EPDM y NBR.

“El ”aceite” cubre una variedad de líquidos diferentes. Un estudio del Laboratorio Nacional de Oak Ridge sumergió 17 elastómeros en biocombustibles y diésel seleccionados a 50 °C durante cuatro semanas. La respuesta de hinchamiento informada difirió entre bioaceite de pirólisis rápida y biocrudo de licuefacción hidrotermal, incluso para fluoroelastómeros. Mantenga el aceite de motor, el aceite hidráulico y otro biocombustible como preguntas de compatibilidad separadas. El alcance de las pruebas se describe en Resumen de la investigación de ORNL de 2021.

Los ácidos fuertes, un disolvente polar o una mezcla de combustible con alcohol deben seguir nombrando en la especificación de resistencia química. “Resistente a muchos productos químicos” es demasiado general para distinguirlos.

¿se puede utilizar FKM en el servicio de vapor?

Se puede preseleccionar un compuesto FKM para el servicio de vapor; sin embargo, se requiere una clasificación de vapor específica del grado. Considere la temperatura del vapor, la duración de la exposición y la química de limpieza para evaluar ese grado. La resistencia general al aceite y al combustible FKM es un criterio de selección diferente de la resistencia al agua caliente o al vapor, por lo que un compuesto genérico para el servicio de aceite no es un sustituto automático.

Al considerar un compuesto para servicio con vapor, solicite las condiciones de prueba, el tiempo de exposición y los criterios de aceptación. Una designación familiar para compuestos FKM no garantiza el servicio con vapor.

Lea juntos la resistencia al calor, al frío y a la intemperie

Un rango de temperatura, con su medio, duración de exposición y función requerida, deben leerse juntos para comprender su función. El sellado de inicio en frío es diferente de la resistencia al calor del aire seco y de los fluidos calientes, y las partes exteriores también se enfrentan al ozono y la luz ultravioleta. Elegir el compuesto adecuado significa mantener unidas esas exposiciones al comparar la resistencia a altas temperaturas con la flexibilidad en el extremo frío.

Ejemplo de envolvente de servicio: una junta funciona en aceite a 90 °C, realiza una excursión de 110 °C durante 10 minutos y debe sellar durante un arranque a -20 °C. Estos son los tres requisitos para la misma pieza. Seleccionar un compuesto del valor de 110 °C por sí solo deja el arranque en frío sin resolver.

ISO 3384-2 aborda el ciclo de temperatura midiendo la contrafuerza decreciente mientras una muestra de caucho permanece en deformación constante. Esto proporciona una base de método de prueba para considerar la secuencia térmica.

• Evaluar el envejecimiento por calor continuo en el fluido de trabajo.
• Registre la duración y frecuencia de los picos de temperatura.
• Pruebe el sellado a medida que la pieza se contrae durante el enfriamiento después del envejecimiento.
• Para piezas resistentes al ozono y a los rayos UV, evalúe la exposición al aire libre junto con la tensión y el movimiento.

EPDM y silicona son buenos puntos de partida resistentes a la intemperie según las instrucciones del fabricante. Para piezas de automóviles expuestas al aceite y a condiciones exteriores, el HNBR se puede comparar con el NBR estándar. Los materiales utilizados en el sector del automóvil aún requieren controles específicos del trabajo en el dibujo; una etiqueta de aplicación no establece un límite de servicio.

Combina dureza, deformación por compresión y propiedades mecánicas

Las medidas de dureza se relacionan con la resistencia a la indentación. La recuperación y la fuerza de sellado retenida se refieren a diferentes aspectos del comportamiento del material. Para un sello estático, compare la deformación por compresión en las mismas condiciones e incluya la retención de fuerza al considerar los efectos del envejecimiento o los ciclos de temperatura. Para una pieza móvil, agregue requisitos de desgaste, fricción y desgarro en lugar de seleccionar el caucho correcto solo de Shore A.

ASTM D395 define métodos de prueba de ajuste por compresión principalmente relevantes para tensiones de compresión estáticas. Un resultado de un tiempo y una temperatura no deben clasificarse directamente frente a un resultado obtenido bajo otra exposición. Dos compuestos de igual dureza pueden mostrar un comportamiento de recuperación diferente.

Pentru cicluri de temperație, ISO 3384-2 mide la contrafuerza decreciente mientras la deformación permanece fija. Su Método A incluye controles de la fuerza de sellado a baja temperatura después del envejecimiento a alta temperatura. Esto distingue un sello que se recupera después de la descarga de uno que mantiene suficiente fuerza mientras está instalado.

“La comparación de resultados sólo es válida cuando se realiza en piezas de prueba de tamaño y forma similares”

Para una cita NBR, identifique el compuesto en lugar de especificar el contenido de acrilonitrilo como un atajo para todas las propiedades. Las opciones de formulación y curado también afectan el comportamiento mecánico del componente moldeado.

Elija una lista corta para tres aplicaciones exigentes

Elimine los materiales que es poco probable que satisfagan los requisitos y considere el resto. Un sello de agua, una junta de aceite y un ojal para frotar imponen diferentes exigencias al caucho. Los ejemplos de servicio asumido muestran cómo llegar a un requisito específico de una familia más amplia y plausible.

Prueba de colisión de exposición

La prueba de colisión de exposición se refiere a comparar un candidato con cada fluido y condición operativa; una incompatibilidad no resuelta impide que ese candidato avance.

Un accesorio de agua caliente para exteriores

Supongamos que un accesorio estático maneja agua a 60 °C a 6 bar, pasa por un ciclo de limpieza de 15 minutos y se ensambla con grasa a base de petróleo. EPDM pertenece a la lista inicial de agua y clima. La grasa es la colisión: cambiar a un lubricante de ensamblaje compatible puede preservar la opción EPDM.

Reemplazar EPDM por NBR solo para resistencia a los aceites introduce una evaluación climática diferente y potencialmente una evaluación diferente del agua y del limpiador. Tomando una ruta diferente, si el lubricante tampoco se puede cambiar, se puede evaluar un compuesto especial para el servicio de agua. Luego, el personal de calidad prueba el accesorio ensamblado. Se evalúa después de la secuencia de exposición completa, incluido el enfriamiento. Utilice el guía de piezas de caucho para fontanería y construcción para aplicación de componentes.

Una junta de aceite mineral con arranque en frío

Para conocer el límite de servicio de aceite anterior, comience con NBR y compare HNBR o FKM calificados si es necesario para mayores requisitos térmicos o mecánicos. La especificación del aceite se mantiene igual durante esta comparación. Al mismo tiempo, cambiar el aceite y el caucho no deja claro qué cambio afectó la hinchazón o las fugas.

El rendimiento a alta temperatura puede favorecer a un candidato que todavía necesita un grado diferente de baja temperatura. La prueba decisiva es el arranque en frío después del envejecimiento del fluido caliente, con la junta instalada en su junta prevista.

Un ojal expuesto al roce y a la intemperie

Supongamos que un cable de 4 mm se mueve a través de un ojal protector en una carcasa exterior. La evaluación propuesta es una prueba de 100.000 ciclos, no una vida útil establecida del material. EPDM comienza con el requisito climático; CR o un compuesto adecuado centrado en el desgaste puede entrar cuando domina el contacto repetido con el borde.

La silicona estándar exhibe propiedades térmicas que merecen consideración, pero necesita una evaluación cuidadosa en el borde de fricción. Reduzca el contacto agudo en la carcasa y compare el desgaste de las piezas representativas. Comprar una goma más dura podría dejar el mismo mecanismo de corte en su lugar.

Verifique las aprobaciones para el compuesto y el uso reales

Para requisitos de contacto con agua potable o alimentos, coincida con el compuesto o componente exacto y sus condiciones de uso. EPDM y silicona son apellidos, y las aprobaciones se definen para productos y aplicaciones específicos. Mantenga los problemas de efectos sobre la salud separados de la presión, las fugas y la calificación mecánica al seleccionar una pieza de goma para contacto regulado.

NSF explica que NSF/ANSI 61 aborda los efectos sobre la salud de las sustancias impartidas al agua potable. El rendimiento mecánico, el sabor y el olor y el apoyo al crecimiento microbiano están fuera de los requisitos abordados en esa explicación. Por lo tanto, una revisión del material de agua potable es paralela a las pruebas funcionales del accesorio.

• Ingeniería define el medio de contacto, la temperatura y el uso previsto.
• La compra coincide con la designación citada con la documentación del proveedor.
• El personal de calidad comprueba que la producción utilice la designación aprobada y el proceso acordado.

Para el procesamiento de alimentos, la solicitud también debe incluir el mercado de destino y las condiciones de contacto con los alimentos. Un cambio de colorante, aditivo o formulación puede requerir una nueva revisión incluso si la pieza todavía se llama silicona.

Compare el costo después del ajuste técnico

Compare el precio de compuestos que cumplen con las mismas especificaciones técnicas. La pregunta útil es cuánto gasto extra debe recuperarse mediante menos reemplazos u otros ahorros mensurables. Mantenga ese umbral separado de cualquier pronóstico de que un cambio en el material permitiría realizar los ahorros. Mantenga el período de servicio y la cantidad de piezas iguales a los de las alternativas.

Input-uri presume: 1000 piezas para el mismo período de servicio, una prima de $0.40 por pieza y $200 en costo evitable por evento de reemplazo. Estos son aportes editoriales; Los costos de calificación se evalúan por separado.

El cálculo muestra el ahorro necesario para lograr, no la reducción esperada de fallas. Si un cambio de material también requiere una calificación o herramientas, agréguelo al costo y luego evalúe los ahorros. Una reparación cubierta por un cierre planificado también puede tener un costo evitable menor que una llamada de cierre no programado.

Este umbral simple se basa en un principio de función equivalente discutido en Práctica de costos de construcción de ASTM E917. Para costos repartidos en varios años, un modelo más completo requiere considerar tanto el momento como el descuento, como se analiza en Guía de costos del ciclo de vida de la FHWA. Ninguno de los métodos hace que un material de junta incompatible sea económicamente aceptable.

Validar la pieza moldeada antes de la producción

Verifique el compuesto seleccionado y luego evalúe la pieza en su ensamblaje previsto. Las pruebas de materiales revelan cambios en las propiedades físicas; Los ensayos funcionales revelan si la geometría, el contacto y la carga aún funcionan después de la exposición. Acuerde los criterios de falla antes de la prueba para que los mismos resultados respalden la aprobación de ingeniería y la aceptación de la producción.

ASTM D471 cubre pruebas comparativas de exposición a líquidos y menciona que las pruebas de materiales pueden no correlacionarse directamente con el rendimiento de la pieza. Un apretón incorrecto, un corte de instalación o un espacio sin soporte aún pueden causar fallas en el sello, incluso si el compuesto pasa una prueba de líquido.

Considerar guía de diseño de juntas y sellos de goma para aplicaciones de sellado y combínelo con pruebas de materiales. Mantenga la muestra inicial, una pieza de goma usada y el registro de fluido y temperatura de una prueba en la que falló una pieza. Esta comparación de muestras ayuda a separar los daños durante el servicio de los daños durante la instalación.

Convierta su lista corta en una especificación de moldeo

Proporcione al moldeador un dibujo, especifique las condiciones de exposición e indique las pruebas de aceptación con las familias de compuestos candidatos. Una especificación de compuesto de caucho debe indicar la función de la pieza y estipular cambios que requieren aprobación. ASTM D2000 puede proporcionar lenguaje de clasificación para la propiedad relevante.

ASTM D2000 clasifica los materiales de caucho utilizando tipos de envejecimiento por calor y clases de hinchamiento por aceite. Agregue los requisitos funcionales y de fabricación que deja abierto un apellido o valor de dureza.

Engelhardt puede revisar sus requisitos para piezas de caucho personalizadas para aplicaciones de plomería y construcción. Envíe la hoja de trabajo de dibujo y entrada de servicio con la consulta para que la discusión del material aborde el fluido y el trabajo operativo, así como la forma. Identifique cualquier requisito de limpiador, lubricante o contacto no resuelto antes de solicitar muestras.

Preguntas frecuentes

¿cuál es la diferencia entre FKM y FFKM?

¿el caucho de nitrilo (NBR) es resistente a la gasolina?

¿Es el caucho de silicona un material seguro para los alimentos?

¿el TPE es plástico o caucho?

¿qué elastómero tiene mejor resistencia a la abrasión?

¿puede el caucho de nitrilo hidrogenado (HNBR) reemplazar al caucho de fluorocarbono?

Nota sobre el método: esta guía combina descripciones de métodos de prueba públicos, investigaciones publicadas y literatura de fabricantes comerciales utilizada como antecedente. Los ejemplos de aplicaciones y los insumos de costos son ejemplos ilustrativos de ingeniería. Los límites compuestos y los valores de aceptación de muestras pertenecen a la especificación del proyecto.

Referencias y fuentes

• Noguchi et al., “Energía al desgarro de la cristalización inducida por deformación de mezclas de caucho natural/caucho de estireno-butadieno”, 2009.
• Laboratorio Nacional Oak Ridge, resumen de investigación de 2021 sobre el hinchamiento de elastómeros en dos biocombustibles.
• ASTM D395, métodos de prueba de ajuste de compresión, alcance público e importancia.
• ISO 3384-2:2019, relajación de la tensión de compresión con ciclos de temperatura, resumen público.
• ASTM D471, exposición del caucho a líquidos, alcance público e importancia.
• NSF, “NSF/ANSI 61: Componentes del sistema de agua potable, efectos sobre la salud”, 2024.
• ASTM E917, costes del ciclo de vida de edificios y sistemas de construcción, ámbito público.
• FHWA, “Mejora de las decisiones de inversión en transporte mediante el análisis de costos del ciclo de vida”.
• ASTM D2000-18 (2024) e1, sistema de clasificación de productos de caucho, ámbito público.