Významnou nevýhodou fluoroelastomeru (FKM) je nízká odolnost vůči nízkým teplotám. Nízkoteplotní teplota retrakce (TR10) binárního FKM je obecně -18 až -16 ℃ a teplota skelného přechodu (Tg) je -20 ℃; Nízkoteplotní odolnost ternárního FKM je horší než u binárního FKM. Speciální nízkoteplotní typ FKM má dobrou odolnost vůči nízkým teplotám, ale cena je velmi vysoká.
FKM ve standardním klasifikačním systému automobilových pryžových výrobků ASTM D 2000-2012 pro výrobky třídy M2, M5, M6, které jsou vyžadovány pro splnění testu nízkoteplotní křehkosti F15 (-25 ℃), produkty třídy M4 pro splnění testu na křehkost při nízkých teplotách F17 (-40) . V posledních letech se stále více produktů FKM vyžaduje, aby splňovaly požadavky jak na odolnost proti vysokým teplotám (250-275 ℃), tak na křehkost při nízkých teplotách F15 nebo F17. Nejlepším způsobem je použít nízkoteplotní FKM, jako je teplota křehkosti -45 ~ -40 ℃ Viton GLT typ FKM, ale tento vysokoteplotní výkon FKM je špatný a cena je obtížně přijatelná pro trh. Zlepšením výkonu binárních FKM sloučenin mohou současně splňovat požadavky na odolnost vůči nízkým a vysokým teplotám a náklady jsou také rozumné, se staly horkým místem výzkumu.
Tento článek analyzuje charakterizaci FKM nízkoteplotního výkonu Tg, TR10 a teploty křehkosti (Tbri) vztahu mezi postgraduálními studenty, plnidly, mísícím procesem atd. na binárním a ternárním FKM výkonu nízkoteplotní křehkosti pro přípravu nízkoteplotně odolného FKM lepidla pro poskytnutí reference!
1. Charakterizace vlastností FKM nízkoteplotní křehkosti
Pryž má vratnou deformaci, může způsobit velkou deformaci působením malé vnější síly a po odstranění vnější síly může být obnovena do původního stavu, takže je široce používán. S klesající teplotou se však elasticita pryže postupně zhoršuje, a když dosáhne Tg, pryž ztrácí pružnost a selhává. Vzhledem k rozmanitosti pryžových výrobků mohou být v procesu použití vystaveny rázům, tahu, smyku, kroucení, vytlačování, otěru atd., jeho křehkost při nízkých teplotách by měla být založena na jeho pracovních podmínkách, aby se zvolila vhodná zkušební metoda. Mezi běžně používané metody testování výkonu při nízké teplotě křehnutí patří test Tg, test rázové křehkosti, teplotní test, nízkoteplotní retrakční test, nízkoteplotní test torzní tuhosti (Gimen test), test odolnosti proti roztažení a koeficientu chladu, test tvrdosti při nízké teplotě, test trvalé deformace při nízké teplotě tlakem a test relaxace napětí atd.
Nízkoteplotní odolnost FKM lze charakterizovat pomocí Tg, Tbri, TR10 a Torsion Temperature at low temperature (TGem) atd. Tyto parametry mají různé významy, ale mají mezi sebou určitou souvislost.
(1) Tg je teplota, při které kaučuk přechází z vysoce elastického stavu do skelného stavu a sklovitého stavu do vysoce elastického stavu, který obvykle charakterizuje mikroskopický pohyb molekulových řetězců kaučuku.
(2) Tbri je teplota, při které nedochází k poškození pryže za stanovených podmínek deformace rázovou silou, která obvykle odráží pevnost pryže pro použití při nízkých teplotách a její schopnost odolávat poškození.
(3) TR10 se používá k hodnocení viskoelasticity a krystalizačního účinku kaučuku při nízkých teplotách a obvykle odráží nejnižší teplotu, při které si pryžový materiál může udržet svou elasticitu.
(4) TGem používá torzní ocelový drát se známou torzní konstantou jako referenční materiál pro zkroucení vzorku pod velkým úhlem, zatímco s klesající teplotou se modul kaučuku zvyšuje, tuhost se zvyšuje a úhel zkroucení klesá až do bodu, kdy se sotva zkroutí při Tg. Úhel zkroucení pryže podle změny teploty může vyhodnotit její chování při nízkých teplotách, obvykle odráží nejnižší teplotu, při které si pryž zachovává svou elasticitu.
2 FKM Tg, TR10 a vztah mezi Tbri
Běžně používané parametry nízkoteplotní křehkosti FKM jsou Tg, TR10 a Tbri, dodavatel obvykle přebírá parametr Tg a TR10, ASTM přejímá parametr Tbri, mezi těmito třemi jsou určité rozdíly a vztahy.
2. 1 Vztah mezi Tg a TR10
TR10 každého stupně FKM se blíží Tg (rozdíl není větší než 3 ℃), což naznačuje, že Tg i TR10 mohou odrážet pohyb při nízké teplotě a teplotu skelného stavu molekulárního řetězce pryže.
2.2 Vztah mezi obsahem fluoru FKM a vlastnostmi nízkoteplotní křehkosti
V běžném binárním a ternárním FKM se TR10 zvyšuje se zvyšováním obsahu fluoru; když je zaveden čtvrtý monomer, PMVE, jeho obsah má velký vliv na TR10.
Jeho obsah má na TR10 velký vliv. Zvýšení obsahu fluoru sice může zlepšit horní hranici teploty použití FKM, ale zároveň díky CF vazbě nahrazuje vazbu CH, snižuje měkkost molekulárního řetězce a nízkoteplotní vlastnosti kaučuku.
2.3 Vliv plniv na nízkoteplotní křehkost směsí FKM
Lepidlo Carbon Black N774 má nejnižší Tbri a nejlepší odolnost vůči nízkým teplotám; lepidlo na bázi oxidu zinečnatého má nejvyšší Tbri a nejhorší odolnost vůči nízkým teplotám; účinnost křehnutí při nízkých teplotách se u pěti typů lepidel příliš neliší. Po analýze, po přidání různých plniv, jsou mezery a struktura mezi molekulárními řetězci FKM různé a odpovídající nízkoteplotní křehkost je odlišná.
Po analýze, po přidání různých plniv, jsou mezery a struktury mezi molekulovými řetězci FKM různé a odpovídající vlastnosti křehnutí při nízkých teplotách jsou odlišné a plnivo s malým množstvím kaučuku má větší obsah gelu a lepší odolnost vůči nízkým teplotám.
2.4 Vliv procesu míchání na nízkoteplotní křehkost sloučenin FKM
Proces míchání má také vliv na nízkoteplotní křehkost sloučenin FKM. Plastifikací před smícháním lze získat lepší pružnost molekul pryže
Nízkoteplotní odolnost směsi lze zlepšit plastifikací před smícháním. Tenkoprůchodové ošetření po zaparkování směsi může zlepšit disperzní vlastnosti plniv a kompatibilizátorů a zlepšit odolnost vůči nízkým teplotám. Obecně řečeno, čím delší je tvarování, tím nižší je Mooney viskozita kaučuku. Zvýšení počtu lisovacích dob sníží Tg pryže, ale tento jev není významný a neexistuje žádný významný rozdíl mezi Tg a Tbri FKM pryže s různým počtem tvarovacích dob.
3 Závěr
(1) Tg FKM se blíží Tg TR10, což může odrážet nízkoteplotní pohyb molekulárního řetězce FKM a teplotu skelného stavu, a Tbri je nižší než Tg a TR10.
je nižší než Tg a TR10.
(2) Vlastnost křehnutí při nízkých teplotách u peroxidem sířeného FKM s vysokým obsahem fluoru je lepší a vlastnost zkřehnutí při nízké teplotě u bisfenolového binárního sířeného FKM je horší.
(3) Pryž FKM plněná sazemi N774 má lepší odolnost vůči nízkým teplotám; pryž s malým množstvím plniva má vyšší obsah gelu a lepší odolnost vůči nízkým teplotám.
(4) Počet lisovacích dob má malý vliv na nízkoteplotní křehkost sloučenin FKM.
