Фторэластомер что это за материал
Viton — особый фторэластомерный полимер (FKM), который был внедрен в авиакосмическую промышленность в 1957 году для удовлетворения потребностей в высокоэффективном эластомере. В дальнейшем использование Viton быстро распространилось на другие отрасли, включая автомобилестроение, производство бытовой техники, химическую промышленность и гидроэнергетику.
Также Viton имеет прочную репутацию высокоэффективного эластомера в горячих и чрезвычайно агрессивных средах. Эти особенности определяют выбор данного эластомера для деталей, которые должны успешно работать в сложных условиях.
Классификация материала Viton
Viton — это торговая марка компании DuPont, которая первой начала производить эластомеры подобного типа. Поэтому именно название «Витон» чаще всего ассоциируют с этим семейством фторполимерных эластомеров, которое включает сополимеры терполимеров тетрафторэтилена (TFE), гексафторпропилена (HFP) и винилиденфторида (VDF или VF2) и гексафторпропилена (HFP), а также перфторметилвиниловых эфиров (PMVE), содержащих специальный полимер.
Если вы не уверены, какой именно тип эластомера Viton нужен вам, наши специалисты всегда готовы вас проконсультировать.
Основные свойства и преимущества эластомеров Viton
Одна из главных особенностей фторэластомеров «Витон» — отличная устойчивость как к высоким, так и к низким температурам. По сравнению с большинством других эластомеров Viton лучше выдерживает высокие температуры, одновременно сохраняя хорошие механические свойства, даже при длительном применении.
Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Фторкаучуки и фторопласты. Часть 1
Фторэластомеры или фторкаучуки также называют фторсодержащими каучуками. Эти фторсодержащие пластмассы отличаются исключительной устойчивостью к нагреву, атмосферным воздействиям и широкому спектру жидкостей и химикатов, а также превосходными уплотняющими и механическими свойствами.
Они используются в очень требовательных приложениях, где встречаются экстремальные температурные диапазоны и химическое воздействие. Основными ограничениями использования фторэластомеров являются стоимость и относительно разные технологии компаундирования и отверждения, которые могут включать длительные отверждения. Отвержденные продукты обычно имеют очень низкую температурную гибкость и низкую упругость. Устойчивость к растворителям обычно высокая. Однако некоторые органические жидкости могут вызвать значительное набухание. Кроме того, фторэластомеры очень чувствительны к влаге и требуют строго контролируемой среды для обработки, что затрудняет обработку фторэластомеров. Следовательно, соединение этих полимеров является дорогостоящим. Цены на фторэластомеры могут варьироваться от 40 и до более чем 400 евро за 1 кг, но цена, как правило, того стоит. Дело в том, что большинство фторэластомеров используются в приложениях, где никакой другой материал не может работать. Фторэластомеры существуют уже почти 50 лет, однако тенденции к все более строгим нормативам по выбросам в атмосферу и повышению надежности транспортных средств требуют от них соблюдения более строгих требований, чем когда-либо.
Поставщики, отвечая на призыв к улучшению продукции, инвестировали в новые технологии, чтобы помочь запустить фторэластомеры следующего поколения. Новые достижения в первую очередь касаются химии и стадий обработки этих эластомеров. Например, время последующего отверждения продолжительностью от 12 до 24 часов было необходимо для удаления летучих соединений и завершения процессов сшивания и отверждения. В настоящее время экологические нормы способствуют росту количества фторэластомеров. В частности, эластомеры помогают предотвратить рассеивание летучих органических соединений из топливных линий и других компонентов автомобиля. Постепенное продвижение к транспортным средствам с нулевым уровнем выбросов в Европе, Северной Америке и других регионах приводит к переходу с материалов с более низкими эксплуатационными характеристиками, таких как силикон, на фторэластомеры, поскольку сопротивление фторэластомеров проницаемости намного лучше.
Аналогичная ситуация существует на химических заводах и других промышленных предприятиях. Современные топливные насосы высокого давления оснащены несколькими уплотнительными кольцами для предотвращения утечки топлива в горячие отсеки двигателя. Условия эксплуатации уплотнительных материалов становятся всё более жёсткими. Уплотнительные кольца должны обеспечивать герметичность в диапазоне температур от –40 °C до + 150 °C и быть очень устойчивыми к агрессивному автомобильному топливу. Еще более высокие температуры могут быть достигнуты в случае отказа системы охлаждения или просто из-за тепловых пиков, когда двигатель выключен и охлаждающая жидкость больше не циркулирует. Последствия отказа уплотнительного кольца в таких средах могут быть катастрофическими.
Спецификация автомобильной топливной системы должна обеспечивать полную уверенность в целостности уплотнений в этом критически важном применении. Отчеты японской автомобильной промышленности показывают, что уплотнительные кольца фторэластомеров от DuPont Dow Viton все чаще выбираются для топливных насосов и насосных систем высокого давления, поставляемых таким производителям, как Mitsubishi, Nissan и Toyota. DuPont Dow разработал несколько видов Viton, среди которых Viton B-70, который был специально разработан, чтобы обеспечить хороший баланс низкотемпературных характеристик и топливной стойкости для уплотнительных колец топливных насосов. Viton GLT обладает превосходной низкотемпературной герметизацией и может комфортно работать при температуре до –40 °C при испытаниях на сухую герметичность.
Уплотнительные кольца топливных насосов Viton GLT используются как для двигателей с непрямым и непосредственным впрыском, так и для топливных насосов высокого давления для систем с непосредственным впрыском. Этот тип фторэластомера наиболее часто используется для удовлетворения более строгих требований к качеству продукции в регионах с холодным климатом. Лучшие гарантии на двигатели также влияют на замену старых полимеров в пользу фторэластомеров. Эластомер с более низкой стоимостью может выполнять эту работу в течение двух лет, но если автопроизводители хотят продлить гарантийные сроки до пяти-десяти лет, им придется выбирать более производительные и более дорогие фторэластомеры. Аналогичный эффект также стимулирует использование фторэластомеров на производственных предприятиях, поскольку уплотнения из фторэластомеров служат намного дольше, чем из других эластомеров, поэтому они обеспечивают более длительную бесперебойную работу и сокращают затраты на обслуживание.
Фторкаучуки
Синтетические каучуки, получаемые сополимеризацией фторсодержащих мономеров. Отличительная особенность фторкаучука – сочетание высокой теплостойкости с химической стойкостью к различным агрессивным средам в широком интервале температур; характеризуются также хорошими физико-механическими свойствами, в том числе сопротивлением истиранию, газонепроницаемостью, невоспламеняемостью, удовлетворительными диэлектрическими свойствами, умеренной радиационной стойкостью. Растворимы в гексафторбензоле, кетонах, сложных эфирах, не растворимы в углеводородах, спиртах, не набухают в воде.
Различают карбо- и гетероцепные фторкаучуки. Наибольшее промышленное применение получили карбоцепные фторкаучуки на основе винилиденфторида (ВФ) – главным образом сополимеры с трифторхлорэтиленом (ТФХЭ), гексафторпропиленом (ГФП) и перфгорметилвиниловым эфиром (ПФМВЭ), а также тройные сополимеры (терполимеры) ВФ, ГФП и тетрафторэтилена (ТФЭ).
Карбоцепные фторкаучуки – аморфные полимеры с линейным и (или) глобулярным расположением слаборазветвленных макромолекул; молярная масса (1-5)·105. В некоторых типах фторкаучук содержится значительное количество (до 80% по массе) глобулярного микрогеля с размером глобул 40-150 нм. Свойства фторкаучука во многом зависят от их молекулярной структуры (тип каучука, соотношение мономеров, MMP). При нагреве выше 200 о C, а также при взаимодействии с щелочами, аминами и тому подобным, фторкаучук отщепляют галогеноводороды (HF, HCl); при этом в молекуле образуются изолированные или сопряженные двойные связи, участвующие в вулканизации.
Получают фторкаучук эмульсионной сополимеризацией фторолефинов в присутствии инициаторов (обычно персульфата аммония), эмульгаторы – соли щелочных металлов перфгоркарбоновых и перфторалкилсульфокислот, регуляторы сополимеризации – спирты, углеводороды, бром- и иодперфторалканы.
Резиновые смеси на основе фторкаучука изготовляют и перерабатывают на обычном оборудовании. Вследствие повышенной жесткости некоторых фторкаучуков и резиновых смесей, а также их сильного разогрева при обработке загрузка вальцов должна быть меньше обычной, а охлаждение более интенсивным. Экструзию и инжекцию обычно осуществляют на двухшнековых машинах. Типичная рецептура резиновых смесей включает (массовых частей на 100 г фторкаучука): вулканизующие агенты (1-6), акцепторы галогеноводородов (3-15), наполнители (10-30), технологические (воски) и другие добавки (до 15). Основные вулканизующие агенты: диамины и их производные, дифенолы (в сочетании с четвертичными аммониевыми и фосфониевыми солями), пероксиды, хелаты типа салицилальдимина меди, используют также g-излучение; основные наполнители: технический углерод, графит, тонкодисперсный SiO2, мел, BaSO4; акцепторы HHal – оксиды и гидроксиды металлов. Вулканизацию проводят в 2 стадии: формование в прессе (150-200 о C, 5-6 минут) или автоклаве с острым паром (120-155 о C, от 20 мин до 4 часов); довулканизация в термостате (200-250 о C, 24 часов).
Резины на основе этих фторкаучуков морозостойки и негорючи (каучуки формулы I), способны длительно работать при высоких температурах (II), стойки к действию углеводородных сред.
Фторкаучуки используют в производстве уплотнителей, рукавов шлангов, мембран, резинотканевых материалов, гуммировочных покрытий и других изделий, работающих при высоких температурах и в контакте с агрессивными средами.
Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на
Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на
Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий
Термопласты
Фторэластомерами называют фторсодержащие полимеры, отличающиеся исключительной стойкостью к высоким температурам, климатическим факторам и воздействию различных химических веществ, а также обладающие превосходными герметизирующими и механическими свойствами.
Эти материалы успешно используются в агрессивных и высокотемпературных средах. Основными ограничителями для фторэластомеров являются их стоимость и несколько иная технология компаундирования и полимеризации, которая требует более длительной последующей полимеризации.
Полимеризованные продукты обычно имеют довольно низкую температурную гибкость и низкую упругость. Их стойкость к растворителям обычно высока, однако некоторые органические жидкости могут вызвать их значительное набухание. Кроме того, фторэластомеры очень чувствительны к влаге и требуют при обработке строгого экологического контроля, что делает их обработку весьма сложной, а компаундирование — дорогим процессом.
«ASTD 1418» выделяет три категории фторэластомеров: FKM, FFKM, и FEPM
FKM, является наибольшей категорией (более 80%) фторэластомеров. Это фторэластомер полиметиленного типа, который использует винилденфторид как сомономер и имеет такие заместители в цепи полимера, как фтор, алкилирован, перфторалкилирован или перфторалкилированные группы.
«ASTD 1418» выделяет пять эластомеров категории FKM, дифференцируемых мировыми торговыми марками:
Тип 1. Двойной сополимер гексафторпропилена и винилденфторида
Им присущи 66 весовых процента фтора.
Им присущи 68 и 69,5 весовых процента фтора.
Тип 3. Тройной сополимер тетрафторэтилена, фторированного винилового эфира и винилденфторида
Им присущи 62 и 68 весовых процента фтора. Обладают широким диапазоном рабочих температур. Имеют высокую стоимость.
Тип 4. Тройной сополимер тетрафторэтилена, пропилена и винилденфторида
Им присущи 67 весовых процента фтора. Обладают высоким сопротивлением, имеют низкую рабочую температуру.
Тип 5. Пятиполимер тетрафторэтилена, гексафторпропилена, этилена, фторированного винилового эфира и винилденфторида
Обладают высоким сопротивлением, имеют низкую рабочую температуру.
К данным маркам FKM, выделенным «ASTD 1418», следует добавить марки, разработанные российскими предприятиями:
Тип 6. Двойной сополимер тетрафторэтилена и винилденфторида
Термические, оптические, механические свойства: полимер с кристаллической структурой (степень кристалличности 44%). Сохраняет хорошие механические свойства в довольно широком диапазоне температур.
Диэлектрические свойства этого материала характеризуются относительно небольшим удельным объемным электрическим сопротивлением, высоким значением величины диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь.
Химические свойства: растворим в кетонах при 20° С, а при повышенной температуре (+50° С) и в сложных эфирах. Максимальная растворимость полимера наблюдается при температуре размягчения. Отличается высокой химической стойкостью к концентрированным кислотам и щелочам: соляной кислоте, серной кислоте, азотной кислоте и 45%-ному раствору едкого натра.
Тип 7. Двойной сополимер трифторхлорэтилена и винилденфторида Термические, оптические, механические свойства: обладают высокими электроизоляционными свойствами. Химические свойства: стойки к кислотам и щелочам.
FFKM
Эти эластомеры, правильно определенные как перфторэластомеры (полностью фторированные) имеет высокое сопротивление, диэлектрические свойства и устойчивость к высоким температурам.
Первоначально разработаны «Dupont» (Kalrez) в 1970-е годы, затем ассортимент был дополнен продукцией «Daikin» (1980 годы, Япония) и «Ausimont» (теперь «Solvay Solexis») (1990 годы, Италия).
FEPM
FEPM, представляющий собой сополимер пропилена и тетрафторэтилена, был разработан «Dupont» в 1960 годы, но из-за недостаточного спроса не был выпущен компанией на рынок.
Повторно разработанный в 1970 годы «Asahi Glass Co.», эластомер занял нишу в промышленной переработке нефти и газовой промышленности, работающих в температурах сверх 200°C в присутствии углекислого газа, водородного сульфида и морских вод.
Заключительная категория фторполимеров составлена из ряда разных продуктов, которые включают жидкости CTFE, перфтомембранные сурфактанты, соединения фторполимера и др.
Фторкаучуки (ФК, фторорганические каучуки, фторэластомеры) представляют собой большое семейство синтетических каучуков, получаемых в результате сополимеризации фторсодержащих мономеров. Благодаря содержанию фтора, данные материалы обладают выдающейся термостойкостью, негорючестью и устойчивы к действию многих агрессивных сред. Общими недостатками фторкаучуков являются высокая стоимость и опасность выделения токсичных газов и паров при воздействии сверхвысоких температур. Среди резин ФК занимают такое же место, как самый известный фторполимер, тефлон, среди полимеров.