Fluora gumija (FKM) attiecas uz sintētisku polimēra elastomēru, kas satur fluora atomus uz galvenās ķēdes vai sānu ķēdes oglekļa atomiem. Tam ir lieliska augstas temperatūras izturība, augsta ķīmiskā stabilitāte, laika apstākļu izturība, oksidācijas izturība, eļļas izturība un ļoti zema elpojamība. Militārajā rūpniecībā FKM galvenokārt izmanto blīvēs, eļļas caurulēs un elektrisko līniju apvalkos kosmosa, aviācijas un nesējraķešu, satelītu, iznīcinātāju, jauno tanku uc ražošanā. Tas ir neaizstājams galvenais materiāls progresīvā valsts aizsardzības nozarē. .
1957. gadā DuPont izstrādāja pirmo FKM, lai izpildītu augstās prasības attiecībā uz blīvējuma veiktspēju aviācijas un kosmosa nozarē. Lai nodrošinātu labāku termisko stabilitāti un izturību pret šķīdinātājiem, 1959. gadā tika izstrādāts terpolimēra fluorelastomērs, kas satur tetrafluoretilēnu (TFE). Pašlaik pasaulē izplatītākie FKM zīmoli ir: Chemours' Viton®, Solvay's Tecnoflon®, 3M's Dyneon™ un Daikin's. -EL™.
1. Īsa fluorkaučuka attīstības vēsture
Kopš polihlortrifluoretilēna un politetrafluoretilēna atklāšanas cilvēki ir sapratuši, ka fluorpolimēriem ir lieliska augstas temperatūras izturība un ķīmiskā inerce, un politetrafluoretilēns ir attīstījies par lielāko fluorpolimēru nozari. Tomēr pašas plastmasas veiktspējas īpašību dēļ tai joprojām ir lieli blīvējuma materiāla defekti, un ir steidzami nepieciešams fluoroelastomēra blīvējuma materiāls.
Agrākā fluora gumija bija poli-2-fluora-1,3-butadiēns un tā kopolimērs ar stirolu, propilēnu utt., ko 1948. gadā izmēģinājuma kārtā ražoja uzņēmums DuPont ASV. veiktspēja nav labāka par hloroprēna gumijas un butadiēna gumijas veiktspēju. , un tas ir dārgs, un tam nav faktiskas rūpnieciskas vērtības. 1950. gadu beigās amerikāņu uzņēmums Thiokol izstrādāja bināro slāpekļa fluorkaučuku ar labu veiktspēju zemā temperatūrā un izturību pret spēcīgiem oksidētājiem. Kopš tā laika fluorkaučuks ir ienācis praktiski rūpniecībā.
Kopš 1958. gada Ķīna ir izstrādājusi arī dažādus fluorkaučukus, galvenokārt poliolefīna fluorkaučukus, piemēram, 23., 26., 246. tipa un nitrozofluorkaučukus. Vēlāk tika izstrādāta jaunāka tetrapropilēna fluorkaučuka šķirne. , perfluorētera gumija, fluorofosfora gumija.
2. Fluorkaučuka uzbūve un īpašības
FKM molekulārā struktūra nosaka tā lielisko ķīmisko stabilitāti un izturību pret augstu temperatūru. Fluora atomi ieskauj oglekļa ķēdi un fluora-oglekļa saites, padarot oglekļa atomus mazāk jutīgus pret citu ķīmisko vielu, molekulu, jonu vai atomu uzbrukumiem. Turklāt fluora-oglekļa saites saišu enerģija ir ļoti augsta, kas arī nozīmē, ka to nav viegli pārraut un tai ir ļoti stabilas ķīmiskās īpašības.
Lai saglabātu elastomēru īpašības, gumijas izstrādājumiem jāspēj ātri atgūties pēc ārējās pasaules izspiešanas un deformācijas. Normālos apstākļos elastomēri ir trīsdimensiju tīkla struktūras, ko veido molekulāro ķēžu šķērssavienojumi, un atjaunojošais spēks pēc deformācijas rodas no molekulāro segmentu tendences atgriezties nekārtībā. Tā kā fluorogļūdeņraža ķēdes ir viskozākas nekā ogļūdeņražu ķēdes, FKM bieži uzrāda lēnu relaksāciju.
FKM parasti sastāv no diviem vai vairākiem monomēriem. Oglekļa ķēdes, kas polimerizētas no VF2 (vai VDF), TFE un etilēna monomēriem, var izveidot režģi, ja tās ir pietiekami garas. Tāpēc, lai izveidotu amorfu polimēru, tiek pievienoti daži monomēri ar lielgabarīta sānu grupām, piemēram, heksafluorpropilēns (HFP), fluorēts vinilēteris (PMVE), propilēns utt.
3. Fluorkaučuka veidi
Saskaņā ar ASTM D{0}} fluorkaučuku var iedalīt šādos piecos veidos:
(1) Heksafluorpropilēna (HFP) un vinilidēnfluorīda (VDF) binārais kopolimērs. Binārais kopolimērs ir standarta FKM tips ar labu veiktspēju visos aspektos un ir universāls atskaņotājs. Šis tips ir 26. tipa fluorkaučuks, kas Ķīnā pazīstams kā Nr.2 gumija. Pašlaik tā ir visizplatītākā fluorkaučuka šķirne, kas veido vairāk nekā 80% no visa fluorkaučuka.
(2) Tetrafluoretilēna (TFE), heksafluorpropilēna (HFP) un vinilidēnfluorīda (VDF) terpolimērs. Terpolimēriem ir lielāka fluora masas daļa nekā binārajiem kopolimēriem (parasti no 68% līdz 69%), tāpēc tiem ir labāka ķīmiskā izturība, īpaši ogļūdeņražu izturība. Turklāt tam ir labāka augstas temperatūras izturība, un to var ilgstoši izmantot vidēs, kas pārsniedz 250 grādus, bet tā spiediena nestspēja un elastība zemas temperatūras vidē tiks attiecīgi samazināta. 246. tipa fluorkaučuks, kas Ķīnā pazīstams kā Nr.3 gumija, pieder šai kategorijai.
(3) Tetrafluoretilēna (TFE), fluorēta vinilētera (PMVE) un vinilidēnfluorīda (VDF) terpolimērs. PMVE pievienošana padara produktu elastīgāku zemā temperatūrā nekā pirmie divi produktu veidi. Fluora elementa masas daļa šajā FKM ir no 62% līdz 68%.
(4) Tetrafluoretilēna (TFE), propilēna un vinilidēnfluorīda (VDF) terpolimērs. Šāda veida FKM ir palielinājusi izturību pret sārmu un citiem polāriem šķīdumiem, bet tā uzbriestspēja ir pasliktinājusies, un tā fluora elementa masas daļa ir aptuveni 67%.
(5) Tetrafluoretilēna (TFE), heksafluorpropilēna (HFP), etilēna, fluorēta vinilētera (PMVE) un vinilidēnfluorīda (VDF) piecu locekļu kopolimērs. Šis FKM veids ir pazīstams ar savu izturību pret polāriem šķīdumiem un augstas temperatūras sērūdeņradi.