Фторсиликоновый каучук – свойства, технологии обработки и инженерные применения.

Силиконовый каучук, наряду с другими известными эластомерами, такими как неопрен, продолжает доминировать во многих областях машиностроения благодаря своим впечатляющим свойствам. Однако он имеет ряд недостатков, что создает ненасытный спрос на другие эластомеры, особенно на фторсиликоновый каучук, который обладает большей устойчивостью к химическим жидкостям и топливу. Вот все, что вам нужно знать об этом долговечном эластомере, который стал основным материалом в нефтехимической, аэрокосмической и нефтегазовой отраслях.

Что такое фторсиликон (FVMQ)?

FVMQ Это усовершенствованная силиконовая резина, армированная для того, чтобы выдерживать длительное воздействие летучих растворителей, масел, топлива и химических веществ, а также других агрессивных жидкостей. Она обладает превосходными эластомерными свойствами силиконовой резины и дополнительной химической совместимостью благодаря трифторпропильным группам. Кроме того, фторсиликон хорошо работает как в экстремально холодных, так и в горячих условиях и практически не теряет гибкости даже при низких температурах благодаря огромному диапазону рабочих температур, который простирается от -60°C до +200°C.

• Химическая структура/Элементы

Фторированный силиконовый каучук — это, по сути, силиконовый каучук, модифицированный для облегчения его использования в отраслях промышленности, работающих с летучими химическими веществами и топливом. В его основе лежит силоксан, который обеспечивает ему высокую термическую стабильность и превосходную устойчивость к УФ-излучению. Эта основа, часто обозначаемая как –Si–O–Si–O–Si–, дополнительно обеспечивает этому эластомеру низкую температуру стеклования.

В его структуру также входят боковые группы трифторпропила (–CH₂–CH₂–CF₃) и метильные группы (–CH₃). Первая отвечает за улучшенную устойчивость фторсиликона к химическим веществам и маслам, а вторая облегчает его переработку. В приведенной ниже таблице суммированы его основные компоненты и их соответствующие роли.

Свойства фторсиликона для инженерных применений

• Высокая термостойкость

Благодаря своей превосходной термической стабильности, обеспечиваемой силоксановой основой, FVMQ пользуется большим спросом в промышленных процессах и на предприятиях, подверженных воздействию экстремальных температур. Он демонстрирует оптимальные характеристики при температурах от –60°C до +200°C.

В отличие от других углеводородных эластомеров, он сохраняет гибкость при низких температурах, а структурная целостность остается неизменной при чрезвычайно высоких температурах. Однако он начинает разрушаться или деградировать при длительном воздействии температур выше +200°C.

• Химическая стойкость

Фторсиликоновый каучук, помимо впечатляющих тепловых свойств, обладает повышенной химической стойкостью благодаря добавлению фторсодержащих групп. Это делает его относительно более подходящим для применения в системах с углеводородными жидкостями и множеством других летучих химических веществ.

Он демонстрирует высокую устойчивость к разбавленным кислотам и органическим кислотам, таким как уксусная кислота. Однако он может разлагаться При воздействии высококонцентрированных или окисляющих кислот, таких как дымящаяся серная кислота, он набухает и теряет структурную целостность. Кроме того, при контакте с сильными основаниями и аминами он разбухает и теряет свою целостность.

· Механические свойства

• Предел прочности: FVMQ обладает прочностью на разрыв в диапазоне от 7 до 8 МПа, что делает его идеальным для различных применений в качестве амортизирующего и герметизирующего материала. По сравнению с альтернативными каучуками, такими как нитрил, этот показатель довольно низок. Однако, если вы хотите повысить его прочность на разрыв, вы можете ввести кремнеземные наполнители во время постполимеризации.
• Сопротивление разрыву: При установке или обращении с компонентами, изготовленными из фторсиликон Что касается резины, следует проявлять особую осторожность, поскольку ее сопротивление разрыву, составляющее приблизительно 10–25 кН/м (тип B), относительно низкое. При воздействии большой силы она может порваться или получить зазубрины.
• Твердость: Фторсиликоновый каучук со средней твердостью от 40 до 80 по Шору А считается относительно мягким эластомером. Однако он тверже стандартного силикона, что объясняет его широкое применение в сложных герметизирующих системах.
• Удлинение: Благодаря большому диапазону удлинения, который составляет от 150% до 400%, фторсиликоновый каучук (FVMQ) способен выдерживать относительно большие растяжения без необратимой деформации или потери структурной целостности. Хотя это существенно меньше, чем у стандартного силиконового каучука, это позволяет удлинять фторсиликоновые уплотнители до 400% без риска необратимой деформации.
• Комплект сжатия: Фторсиликоновые уплотнения сохраняют свою целостность в течение длительного времени благодаря исключительной остаточной деформации при сжатии FVMQ, которая составляет 15-30%. Это означает, что компоненты, изготовленные из этого эластомерного каучука, могут выдерживать экстремальные нагрузки сжатия до разрушения. Однако при сжатии при температуре от 175°C в течение более 22 часов существует риск деформации.

• Устойчивость к погодным условиям

Фторсиликоновая резина хорошо себя зарекомендовала в условиях, подверженных воздействию суровых погодных условий, таких как ультрафиолетовое излучение, влажность и высокие температуры. Это объясняется наличием силиконового сердечника, дополненного фтором и метильными группами, что делает её устойчивой к растрескиванию и атмосферному старению при воздействии этих суровых погодных условий. Таким образом, её можно использовать на открытом воздухе, не беспокоясь о её долговечности.

· Долговечность

Впечатляющая термическая стабильность FVMQ в сочетании с повышенной устойчивостью к химическим веществам и топливу, как правило, приводит к увеличению срока службы. При использовании в условиях благоприятной погоды и эксплуатации компоненты из FVMQ могут исправно служить до 25 лет. Однако, если условия относительно суровые, этот срок службы может сократиться примерно до 15 лет.

• Сопротивление газопроницаемости

Включение трифторпропильных групп в состав FVMQ способствует компактной молекулярной структуре, что делает его в 10 раз более устойчивым к газопроницаемости, чем обычный силиконовый каучук. Однако по устойчивости к газопроницаемости он уступает другим эластомерам, в частности бутилкаучуку и нитрильному каучуку.

• Изоляционные свойства

Благодаря своей огромной диэлектрической прочности, FVMQ является превосходным изолятором, особенно в областях применения, подверженных воздействию летучих химических веществ или агрессивных условий. Его диэлектрическая прочность аналогична прочности обычной силиконовой резины и составляет в среднем от 10 до 20 кВ/мм, что позволяет использовать его в качестве изолятора в аэрокосмической, автомобильной и оборонной промышленности.

Обработка фторсиликона

Благодаря своим уникальным и впечатляющим свойствам, фторсиликоновый каучук широко используется для изготовления многочисленных компонентов, играющих незаменимую роль в различных отраслях промышленности. Однако преобразование его из исходного фторсиликонового каучука в функциональные компоненты требует значительных усилий и опыта в процессах, описанных ниже.

• Составление сложных рецептур

Фторсиликон изначально производится в виде камеди, которая не обладает достаточной прочностью для изготовления жестких инженерных компонентов, таких как уплотнения и прокладки. Компаундирование превращает эту сырую камедь в прочный материал, который можно модифицировать для создания компонентов по своему усмотрению. Этот процесс включает в себя впрыскивание и смешивание армирующих наполнителей, добавок и сшивающих агентов. В качестве добавок используются акцепторы кислот и термостабилизаторы, которые повышают термическую стабильность каучука.

· Литье под давлением

Эта технология обработки позволяет создавать сложные, но прочные инженерные детали с высокой точностью размеров из компаундированного фторсиликона (FVMQ). Компаундированный фторсиликон сначала размягчается контролируемым нагревом, а затем впрыскивается в заданные полости пресс-формы. Нагретый сырой фторсиликон затем подвергается давлению, заставляя его принимать форму полостей пресс-формы, после чего происходит отверждение, в результате чего получаются готовые детали из FVMQ.

· Экструзия

Экструзия использует тепло и давление для производства труб, уплотнений, шлангов и других деталей из фторсиликона, обладающих высокой химической и маслостойкостью. Процесс включает в себя тщательное смешивание основного фторсиликонового материала с наполнителями и отвердителями, после чего полученная смесь формуется в соответствии с заданными параметрами. Затем экструдированные детали вулканизируются, в результате чего получаются высококачественные компоненты из фторсиликона, отличающиеся высокой химической стойкостью.

• Склеивание и адгезия

FVMQ по сути является антипригарным материалом, а это значит, что его соединение с другими материалами, особенно с пластиками и металлами, может быть довольно сложным. Для соединения фторсиликона с большинством подложек требуется использование сшивающих агентов, таких как пероксиды, и применение тепла. Перед вулканизацией соединения с помощью контролируемого тепла и давления необходимо протравить заготовку, которую вы собираетесь соединить с фторсиликоновой резиной.

Как безопасно обращаться с фторсиликоновой резиной

Хотя FVMQ вряд ли представляет серьезную угрозу для вас или вашего здоровья, рекомендуется проявлять осторожность при обращении с ним. Вам рекомендуется:;

• При длительной работе с FVMQ обязательно надевайте защитную одежду, особенно перчатки.
• Перед обработкой фторсиликонового каучука необходимо обеспечить достаточную вентиляцию.
• Держите его подальше от открытого огня.
• Храните его надлежащим образом.
• Обращайтесь с ним в соответствии с рекомендациями производителя.

Сравнение фторсиликона с другими инженерными эластомерами.

Инженерные приложения

Фторсиликон не только обеспечивает термостойкость и гибкость силиконовой резины, но и обладает повышенной химической стойкостью благодаря боковым группам фтора. Это сделало его одним из самых востребованных материалов в таких отраслях, как:;

Часто задаваемые вопросы

Когда был разработан фторсиликоновый каучук?

История FVMQ берет начало в начале 1950-х годов, и ее создание приписывают компании Dow Silicones.

В чём основное различие между фторсиликоном и стандартным силиконовым каучуком?

В то время как фторсиликон обладает большинством свойств, характерных для стандартного силиконового каучука, он несколько отличается по составу и некоторым характеристикам. Он содержит трифторпропильные группы, которые повышают его устойчивость к топливу, маслам и химическим веществам.

Каковы ограничения фторсиликонового каучука?

Несмотря на то, что FVMQ успешно применяется в промышленности, где требуется высокая химическая стойкость и устойчивость к топливу, его пригодность для применений, где приоритет отдается абразивности, вызывает сомнения. Его физическая прочность оставляет желать лучшего, а сопротивление газопроницаемости сравнительно ниже.

Безопасен ли фторсиликоновый каучук?

Да. Стабильность фторсиликона гарантирует его безопасность даже при экстремальных температурах. Однако при длительном использовании следует соблюдать осторожность, чтобы избежать раздражения кожи.

В чём преимущества использования фторсиликонового каучука?

Уникальный состав фторсиликонового каучука не только делает его пригодным для сложных применений, но и обеспечивает значительные преимущества благодаря таким факторам, как:;

• Сохраняет гибкость при низких температурах.
• Непревзойденная химическая стойкость.
• Впечатляющие теплоизоляционные свойства
• Широкий температурный диапазон.

Устойчив ли фторсиликон ко всем химическим веществам?

Нет. Хотя фторсиликон сохраняет свою структурную целостность при воздействии большинства химических веществ и масел, он набухает или разрушается при воздействии некоторых химических веществ. К ним относятся высококонцентрированные кислоты и сильные щелочи.

Можно ли склеивать фторсиликоновую резину с металлами?

Да. Хотя FVMQ не отличается высокой адгезией, его можно соединять с различными материалами, включая металл и пластик, используя подходящие методы склеивания и клеи.

Подходит ли FVMQ для непрерывной работы и применения при высоких температурах?

Да. FVMQ обладает термостойкостью стандартного силиконового каучука, что позволяет использовать его непрерывно при высоких температурах, иногда достигающих 200°C.

Как долго служат компоненты FVMQ?

Компоненты из фторсиликона, такие как уплотнения, могут служить до двух десятилетий, в зависимости от суровости условий эксплуатации. Компоненты, работающие в благоприятных условиях, могут прослужить более 25 лет, а те, которые работают в суровых условиях, сохраняют свою эффективность в течение 10-15 лет.

Сотрудничайте с WeeTect для изготовления деталей из пластика и резины.

WeeTect — один из ведущих производителей силиконовых деталей в Китае. Мы предлагаем широкий ассортимент силиконовой продукции, от силиконовых втулок и прокладок до силиконовых листов, изготавливаемых на заказ в соответствии с вашими уникальными техническими требованиями.

На все силиконовые детали действуют конкурентоспособные цены и гибкие минимальные объемы заказа. Запросите ценовое предложение прямо сейчас.