A fluorgumi (FKM) olyan szintetikus polimer elasztomerre utal, amely fluoratomokat tartalmaz a főlánc vagy oldallánc szénatomjain. Kiváló magas hőmérséklet-állósággal, magas kémiai stabilitással, időjárásállósággal, oxidációállósággal, olajállósággal és nagyon alacsony légáteresztő képességgel rendelkezik. A hadiiparban az FKM-et főként tömítésekben, olajcsövekben és űrhajózási, légi és hordozórakéták, műholdak, vadászrepülőgépek, új harckocsik stb. tömítéseiben, olajcsövekben és elektromos vezetékhüvelyekben használják. A legmodernebb honvédelmi ipar pótolhatatlan kulcsanyaga. .
1957-ben a DuPont kifejlesztette az első FKM-et, hogy megfeleljen a repülőgépiparban a tömítési teljesítményre vonatkozó magas követelményeknek. A jobb hőstabilitás és oldószerállóság biztosítása érdekében 1959-ben tetrafluor-etilént (TFE) tartalmazó terpolimer fluorelasztomert fejlesztettek ki. Jelenleg a világon a leggyakoribb FKM márkák a következők: Chemours' Viton®, Solvay's Tecnoflon®, 3M's Dyneon™ és Daikin's. -EL™.
1. A fluorkaucsuk fejlődésének rövid története
A poliklór-trifluor-etilén és a politetrafluor-etilén felfedezése óta az emberek felismerték, hogy a fluorpolimerek kiváló magas hőmérséklet-állósággal és kémiai inertséggel rendelkeznek, és a politetrafluor-etilén a legnagyobb fluor-polimer iparággá fejlődött. Azonban magának a műanyagnak a teljesítményjellemzői miatt továbbra is jelentős tömítőanyag-hibái vannak, és sürgős szükség van egy fluorelasztomer tömítőanyagra.
A legkorábbi fluorgumi a poli-2-fluor-1,3-butadién és sztirollal, propilénnel stb. alkotott kopolimerje volt, amelyet a DuPont 1948-ban az Egyesült Államokban próbagyártással állított elő. teljesítménye semmivel sem jobb, mint a kloroprén gumié és a butadién gumié. , és drága, és nincs tényleges ipari értéke. Az 1950-es évek végén az amerikai Thiokol cég kifejlesztett egy bináris nitrózus fluorgumit, amely alacsony hőmérsékleten is jó, és ellenáll az erős oxidálószereknek. Azóta a fluorgumi bekerült a gyakorlati ipari alkalmazásokba.
Kína 1958 óta számos fluorgumit is kifejlesztett, főleg poliolefin fluorgumit, mint például a 23-as, 26-os, 246-os típusú és a nitrozo-fluorgumit. Később a tetrapropilén fluorkaucsuk egy újabb fajtáját fejlesztették ki. , perfluor-éter gumi, fluor-foszfor gumi.
2. A fluorgumi szerkezete és jellemzői
Az FKM molekulaszerkezete határozza meg kiváló kémiai stabilitását és magas hőmérséklet-állóságát. Fluoratomok veszik körül a szénláncot és a fluor-szén kötéseket, így a szénatomok kevésbé lesznek érzékenyek más vegyi anyagok, molekulák, ionok vagy atomok támadására. Ezenkívül a fluor-szén kötés kötési energiája nagyon magas, ami egyben azt is jelenti, hogy nem könnyű felszakadni, és nagyon stabil kémiai tulajdonságokkal rendelkezik.
Az elasztomerek jellemzőinek megőrzése érdekében a gumitermékeknek gyorsan vissza kell állniuk a külvilág általi összenyomás és deformáció után. Normál körülmények között az elasztomerek háromdimenziós hálózati struktúrák, amelyek molekulaláncok térhálósodásával jönnek létre, és a deformáció utáni helyreállító erő a molekulaszegmensek rendezetlenségbe való visszatérésének tendenciájából ered. Mivel a fluor-szénhidrogén láncok viszkózusabbak, mint a szénhidrogénláncok, az FKM gyakran lassú relaxációt mutat.
Az FKM általában két vagy több monomerből áll. A VF2-ből (vagy VDF-ből), TFE-ből és etilén monomerekből polimerizált szénláncok rácsosodhatnak, ha elég hosszúak. Ezért, hogy amorf polimert képezzenek, egyes monomereket, amelyek nagy oldalcsoportokat tartalmaznak, például hexafluorpropilént (HFP), fluorozott vinil-étert (PMVE), propilént stb.
3. A fluorkaucsuk fajtái
Az ASTM D{0}} szerint a fluorgumi a következő öt típusra osztható:
(1) Hexafluorpropilén (HFP) és vinilidén-fluorid (VDF) bináris kopolimerje. A bináris kopolimer az FKM szabványos típusa, minden szempontból jó teljesítménnyel és sokoldalú lejátszó. A 26-os típusú fluorgumi, amelyet Kínában 2-es gumiként ismernek, ez a típus. Jelenleg ez a legelterjedtebb fluorkaucsuk fajta, amely a teljes fluorkaucsuk több mint 80%-át teszi ki.
(2) Tetrafluor-etilén (TFE), hexafluorpropilén (HFP) és vinilidén-fluorid (VDF) terpolimerje. A terpolimerek nagyobb fluortömeghányaddal rendelkeznek, mint a bináris kopolimerek (általában 68-69%), így jobb a vegyszerállóságuk, különösen a szénhidrogénekkel szembeni ellenállásuk. Ezenkívül jobb a magas hőmérséklettel szembeni ellenállása, és hosszú ideig használható 250 fok feletti környezetben, de nyomástartó képessége és rugalmassága alacsony hőmérsékletű környezetben ennek megfelelően csökken. Ebbe a kategóriába tartozik a 246-os típusú fluorgumi, amelyet Kínában No. 3 gumiként ismernek.
(3) Tetrafluor-etilén (TFE), fluorozott vinil-éter (PMVE) és vinilidén-fluorid (VDF) terpolimerje. A PMVE hozzáadása rugalmasabbá teszi a terméket alacsony hőmérsékleten, mint az első két terméktípus. A fluor elem tömeghányada ebben az FKM-ben 62% és 68% között van.
(4) Tetrafluor-etilén (TFE), propilén és vinilidén-fluorid (VDF) terpolimer. Ez a fajta FKM megnövelte a lúgokkal és egyéb poláris oldatokkal szembeni ellenállását, de a duzzadási teljesítménye leromlott, a fluorelem tömeghányada pedig körülbelül 67%.
(5) Tetrafluor-etilén (TFE), hexafluorpropilén (HFP), etilén, fluorozott vinil-éter (PMVE) és vinilidén-fluorid (VDF) öttagú kopolimerje. Ez a típusú FKM poláris oldatokkal és magas hőmérsékletű hidrogén-szulfiddal szembeni ellenállásáról ismert.