Fluorinė guma (FKM) reiškia sintetinį polimero elastomerą, kurio pagrindinės grandinės arba šoninės grandinės anglies atomuose yra fluoro atomų. Jis turi puikų atsparumą aukštai temperatūrai, aukštą cheminį stabilumą, atsparumą oro sąlygoms, atsparumą oksidacijai, atsparumą alyvai ir labai mažą kvėpavimą. Karinėje pramonėje FKM daugiausia naudojamas sandarikliuose, alyvos vamzdžiuose ir elektros linijų apvalkaluose, skirtuose aviacijos, aviacijos ir nešančiosioms raketoms, palydovams, naikintuvams, naujiems tankams ir kt. Tai nepakeičiama pagrindinė medžiaga pažangiausioje krašto apsaugos pramonėje. .
1957 m. DuPont sukūrė pirmąjį FKM, kad atitiktų aukštus sandarinimo reikalavimus aviacijos ir kosmoso pramonėje. Siekiant užtikrinti geresnį terminį stabilumą ir atsparumą tirpikliams, 1959 m. buvo sukurtas terpolimeras fluoroelastomeras, kurio sudėtyje yra tetrafluoretileno (TFE). Šiuo metu pasaulyje dažniau naudojami FKM prekės ženklai: Chemours' Viton®, Solvay's Tecnoflon®, 3M's Dyneon™ ir Daikin's. -EL™.
1. Trumpa fluorkaučiuko raidos istorija
Nuo tada, kai buvo atrastas polichlortrifluoretilenas ir politetrafluoretilenas, žmonės suprato, kad fluorpolimerai turi puikų atsparumą aukštai temperatūrai ir cheminį inertiškumą, o politetrafluoretilenas išsivystė į didžiausią fluoropolimerų pramonę. Tačiau dėl paties plastiko eksploatacinių savybių jis vis dar turi didelių sandarinimo medžiagos defektų, todėl skubiai reikia fluoroelastomerinės sandarinimo medžiagos.
Anksčiausias fluoro kaučiukas buvo poli-2-fluoro-1,3-butadienas ir jo kopolimeras su stirenu, propilenu ir kt., kurį 1948 m. bandomuoju būdu pagamino DuPont Jungtinėse Valstijose. našumas nėra geresnis nei chloropreno kaučiuko ir butadieno kaučiuko. , ir jis yra brangus ir neturi faktinės pramoninės vertės. XX amžiaus šeštojo dešimtmečio pabaigoje amerikiečių kompanija Thiokol sukūrė dvejetainį azoto kaučiuką, pasižymintį geromis žemos temperatūros savybėmis ir atsparumu stipriems oksidatoriams. Nuo tada fluoro kaučiukas pradėtas naudoti praktiškai pramonėje.
Kinija taip pat nuo 1958 m. sukūrė įvairių fluoro gumų, daugiausia poliolefino fluoro kaučiukų, tokių kaip 23, 26, 246 tipai ir nitrozo fluoro guma. Vėliau buvo sukurta naujesnė tetrapropileno fluoro kaučiuko atmaina. , perfluoroeterio kaučiukas, fluorofosforo kaučiukas.
2. Fluoro gumos sandara ir charakteristikos
FKM molekulinė struktūra lemia puikų cheminį stabilumą ir atsparumą aukštai temperatūrai. Fluoro atomai supa anglies grandinę ir fluoro-anglies ryšius, todėl anglies atomai yra mažiau jautrūs kitų cheminių medžiagų, molekulių, jonų ar atomų atakai. Be to, fluoro ir anglies jungties jungties energija yra labai didelė, o tai taip pat reiškia, kad ji nėra lengvai nutrūkusi ir turi labai stabilias chemines savybes.
Kad išlaikytų elastomerų savybes, guminiai gaminiai turi greitai atsigauti po išorinio pasaulio suspaudimo ir deformacijos. Įprastomis aplinkybėmis elastomerai yra trimatės tinklo struktūros, susidarančios susiejant molekulines grandines, o atkuriamoji jėga po deformacijos atsiranda dėl molekulinių segmentų tendencijos grįžti į netvarką. Kadangi fluoro angliavandenilių grandinės yra klampesnės nei angliavandenilių grandinės, FKM dažnai pasižymi lėtu atsipalaidavimu.
FKM paprastai susideda iš dviejų ar daugiau monomerų. Anglies grandinės, polimerizuotos iš VF2 (arba VDF), TFE ir etileno monomerų, gali susikaupti, jei yra pakankamai ilgos. Todėl, norint suformuoti amorfinį polimerą, pridedami kai kurie monomerai su stambiomis šoninėmis grupėmis, pavyzdžiui, heksafluorpropilenas (HFP), fluorintas vinilo eteris (PMVE), propilenas ir kt.
3. Fluoro kaučiuko rūšys
Pagal ASTM D{0}} fluorokaučiuką galima suskirstyti į šiuos penkis tipus:
(1) Heksafluorpropileno (HFP) ir vinilidenfluorido (VDF) dvejetainis kopolimeras. Dvejetainis kopolimeras yra standartinis FKM tipas, pasižymintis geru našumu visais aspektais ir universalus grotuvas. Šis tipas yra 26 tipo fluoro guma, Kinijoje paprastai žinoma kaip Nr. 2 guma. Šiuo metu tai yra labiausiai paplitusi fluoro kaučiuko rūšis, kuri sudaro daugiau nei 80% visos fluorkaučiuko.
(2) Tetrafluoretileno (TFE), heksafluorpropileno (HFP) ir vinilidenfluorido (VDF) terpolimeras. Terpolimerai turi didesnę fluoro masės dalį nei dvejetainiai kopolimerai (dažniausiai nuo 68% iki 69%), todėl jie turi geresnį cheminį atsparumą, ypač atsparumą angliavandeniliams. Be to, jis turi geresnį atsparumą aukštai temperatūrai ir gali būti naudojamas ilgą laiką aplinkoje, aukštesnėje nei 250 laipsnių, tačiau atitinkamai sumažės jo atsparumas slėgiui ir elastingumas žemos temperatūros aplinkoje. Šiai kategorijai priklauso 246 tipo fluoro guma, Kinijoje paprastai žinoma kaip Nr.3 guma.
(3) Tetrafluoretileno (TFE), fluorinto vinilo eterio (PMVE) ir vinilidenfluorido (VDF) terpolimeras. Pridėjus PMVE, produktas žemoje temperatūroje tampa elastingesnis nei pirmųjų dviejų tipų gaminiai. Fluoro elemento masės dalis šiame FKM yra nuo 62% iki 68%.
(4) Tetrafluoretileno (TFE), propileno ir vinilidenfluorido (VDF) terpolimeras. Tokio tipo FKM padidino atsparumą šarmams ir kitiems poliniams tirpalams, tačiau pablogėjo jo brinkimo savybės, o fluoro elemento masės dalis sudaro apie 67%.
(5) Penkių narių tetrafluoretileno (TFE), heksafluorpropileno (HFP), etileno, fluorinto vinilo eterio (PMVE) ir vinilidenfluorido (VDF) kopolimeras. Šis FKM tipas yra žinomas dėl savo atsparumo poliniams tirpalams ir aukštos temperatūros vandenilio sulfidui.