Το εξαιρετικό μειονέκτημα του φθοροελαστομερούς (FKM) είναι η κακή αντοχή σε χαμηλές θερμοκρασίες. Η θερμοκρασία ανάσυρσης χαμηλής θερμοκρασίας (TR10) του δυαδικού FKM είναι γενικά -18 έως -16 ℃ και η θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού (Tg) είναι -20 ℃. η αντίσταση σε χαμηλή θερμοκρασία του τριμερούς FKM είναι χειρότερη από αυτή του δυαδικού FKM. Ο ειδικός τύπος χαμηλής θερμοκρασίας FKM έχει καλή αντίσταση σε χαμηλή θερμοκρασία, αλλά η τιμή είναι πολύ υψηλή.
FKM στο ASTM D 2000-2012 'τυποποιημένο σύστημα ταξινόμησης προϊόντων από καουτσούκ αυτοκινήτων' των προϊόντων κατηγορίας M2, M5, M6 που απαιτούνται για να περάσουν τη δοκιμή ευθραυστότητας χαμηλής θερμοκρασίας F15 (-25 ℃), προϊόντα κατηγορίας M4 που απαιτούνται για να περάσουν τη δοκιμή ευθραυστότητας χαμηλής θερμοκρασίας F17 (-4). Τα τελευταία χρόνια, όλο και περισσότερα προϊόντα FKM απαιτούνται για να πληρούν τις απαιτήσεις τόσο της αντοχής σε υψηλή θερμοκρασία (250-275 ℃) όσο και της ευθραυστότητας χαμηλής θερμοκρασίας F15 ή F17. Ο καλύτερος τρόπος είναι να χρησιμοποιήσετε FKM χαμηλής θερμοκρασίας, όπως θερμοκρασία ευθραυστότητας -45 ~ -40 ℃ Viton GLT τύπου FKM, αλλά αυτή η απόδοση FKM σε υψηλή θερμοκρασία είναι κακή και η τιμή είναι δύσκολο να γίνει αποδεκτή η αγορά. Με τη βελτίωση της απόδοσης των δυαδικών ενώσεων FKM μπορούν να ανταποκριθούν ταυτόχρονα στις απαιτήσεις αντοχής σε χαμηλή και υψηλή θερμοκρασία και το κόστος είναι επίσης λογικό, έχει γίνει ένα καυτό σημείο έρευνας.
Αυτή η εργασία αναλύει τον χαρακτηρισμό της απόδοσης FKM σε χαμηλή θερμοκρασία των Tg, TR10 και θερμοκρασίας ευθραυστότητας (Tbri) της σχέσης μεταξύ μεταπτυχιακών φοιτητών, πληρωτικών, διαδικασίας ανάμειξης κ.λπ. στη δυαδική και τριμερή απόδοση συγκολλητικής ουσίας FKM σε χαμηλή θερμοκρασία ευθραυστότητας για την παρασκευή ανθεκτικής σε χαμηλή θερμοκρασία κόλλας FKM για παροχή αναφοράς!
1. Χαρακτηρισμός ιδιοτήτων ευθραυστότητας σε χαμηλή θερμοκρασία FKM
Το καουτσούκ έχει αναστρέψιμη παραμόρφωση, μπορεί να δημιουργήσει μεγάλη παραμόρφωση υπό τη δράση μιας μικρής εξωτερικής δύναμης και μπορεί να αποκατασταθεί στην αρχική του κατάσταση μετά την αφαίρεση της εξωτερικής δύναμης, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως. Ωστόσο, καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η ελαστικότητα του καουτσούκ σταδιακά επιδεινώνεται και όταν φτάσει στο Tg, το καουτσούκ χάνει την ελαστικότητά του και αποτυγχάνει. Λόγω της ποικιλίας των προϊόντων από καουτσούκ, κατά τη χρήση μπορεί να υποβληθεί σε κρούση, τάση, διάτμηση, στρέψη, εξώθηση, τριβή κ.λπ., η απόδοσή του σε ευθραυστότητα σε χαμηλή θερμοκρασία θα πρέπει να βασίζεται στην κατάσταση λειτουργίας του για να επιλέξει την κατάλληλη μέθοδο δοκιμής. Οι συνήθεις μέθοδοι δοκιμής απόδοσης ευθραυστότητας σε χαμηλή θερμοκρασία περιλαμβάνουν τη δοκιμή Tg, τη δοκιμή θερμοκρασίας ευθραυστότητας κρούσης, τη δοκιμή ανάσυρσης χαμηλής θερμοκρασίας, τη δοκιμή στρεπτικής ακαμψίας χαμηλής θερμοκρασίας (δοκιμή Gimen), τη δοκιμή αντοχής σε τέντωμα και ψυχρού συντελεστή, δοκιμή σκληρότητας χαμηλής θερμοκρασίας, δοκιμή μόνιμης παραμόρφωσης συμπίεσης και χαλάρωσης τάσης κ.λπ.
Η αντίσταση χαμηλής θερμοκρασίας του FKM μπορεί να χαρακτηριστεί από Tg, Tbri, TR10 και Θερμοκρασία στρέψης σε χαμηλή θερμοκρασία (TGem), κ.λπ. Αυτές οι παράμετροι έχουν διαφορετική σημασία αλλά έχουν κάποια σχέση μεταξύ τους.
(1) Το Tg είναι η θερμοκρασία στην οποία το καουτσούκ αλλάζει από την εξαιρετικά ελαστική κατάσταση στην υαλώδη κατάσταση και την υαλώδη κατάσταση στην εξαιρετικά ελαστική κατάσταση, η οποία συνήθως χαρακτηρίζει τη μικροσκοπική κίνηση των μοριακών αλυσίδων από καουτσούκ.
(2) Tbri είναι η θερμοκρασία στην οποία δεν προκαλείται ζημιά στο καουτσούκ υπό τις καθορισμένες συνθήκες παραμόρφωσης της δύναμης κρούσης, η οποία συνήθως αντανακλά την αντοχή του καουτσούκ για χρήση σε χαμηλές θερμοκρασίες και την ικανότητά του να αντέχει σε ζημιές.
(3) Το TR10 χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της ιξωδοελαστικότητας και της επίδρασης κρυστάλλωσης του καουτσούκ σε χαμηλές θερμοκρασίες και συνήθως αντανακλά τη χαμηλότερη θερμοκρασία στην οποία ένα ελαστικό υλικό μπορεί να διατηρήσει την ελαστική ανάκτησή του.
(4) Το TGem χρησιμοποιεί ένα στρεπτικό χαλύβδινο σύρμα με μια γνωστή σταθερά στρέψης ως υλικό αναφοράς για να στρίψει το δείγμα σε μεγάλη γωνία, ενώ όσο μειώνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται ο συντελεστής του καουτσούκ, αυξάνεται η ακαμψία και η γωνία στρέψης μειώνεται στο σημείο που μόλις στρίβει στο Tg. Η γωνία στρέψης του καουτσούκ σύμφωνα με την αλλαγή θερμοκρασίας μπορεί να αξιολογήσει την απόδοσή του σε χαμηλή θερμοκρασία, συνήθως αντανακλώντας τη χαμηλότερη θερμοκρασία στην οποία το καουτσούκ διατηρεί την ελαστικότητά του.
2 FKM Tg, TR10 και η σχέση μεταξύ Tbri
Οι παράμετροι απόδοσης ευθραυστότητας χαμηλής θερμοκρασίας FKM που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι οι Tg, TR10 και Tbri, ο προμηθευτής συνήθως υιοθετεί την παράμετρο Tg και TR10, η ASTM υιοθετεί την παράμετρο Tbri, υπάρχουν ορισμένες διαφορές και σχέσεις μεταξύ αυτών των τριών.
2. 1 Η σχέση μεταξύ Tg και TR10
Το TR10 κάθε βαθμού FKM είναι κοντά στο Tg (η διαφορά δεν είναι μεγαλύτερη από 3 ℃), υποδεικνύοντας ότι τόσο το Tg όσο και το TR10 μπορούν να αντανακλούν την κίνηση χαμηλής θερμοκρασίας και τη θερμοκρασία κατάστασης γυαλιού της μοριακής αλυσίδας από καουτσούκ.
2.2 Σχέση μεταξύ της περιεκτικότητας σε φθόριο FKM και των ιδιοτήτων ευθραυστότητας σε χαμηλή θερμοκρασία
Στο κοινό δυαδικό και τριαδικό FKM, το TR10 αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε φθόριο. Όταν εισάγεται ένα τέταρτο μονομερές, το PMVE, το περιεχόμενό του έχει μεγάλη επίδραση στο TR10.
Το περιεχόμενό του έχει μεγάλη επιρροή στο TR10. Αν και η αύξηση της περιεκτικότητας σε φθόριο μπορεί να βελτιώσει το ανώτερο όριο της θερμοκρασίας χρήσης FKM, αλλά ταυτόχρονα, λόγω του δεσμού CF αντικαθιστά τον δεσμό CH, μειώνοντας την απαλότητα της μοριακής αλυσίδας και την απόδοση του καουτσούκ σε χαμηλή θερμοκρασία.
2.3 Επίδραση των πληρωτικών στις ιδιότητες ευθραυστότητας σε χαμηλή θερμοκρασία των ενώσεων FKM
Η κόλλα μαύρου άνθρακα N774 έχει το χαμηλότερο Tbri και την καλύτερη αντίσταση σε χαμηλές θερμοκρασίες. Η κόλλα οξειδίου του ψευδαργύρου έχει το υψηλότερο Tbri και τη χειρότερη αντίσταση σε χαμηλή θερμοκρασία. η απόδοση ευθραυστότητας σε χαμηλή θερμοκρασία των πέντε τύπων κόλλας δεν διαφέρει πολύ. Μετά την ανάλυση, μετά την προσθήκη διαφορετικών πληρωτικών, το κενό και η δομή μεταξύ των μοριακών αλυσίδων FKM είναι διαφορετικά και η αντίστοιχη απόδοση ευθραυστότητας σε χαμηλή θερμοκρασία είναι διαφορετική.
Μετά την ανάλυση, μετά την προσθήκη διαφορετικών πληρωτικών, τα κενά και οι δομές μεταξύ των μοριακών αλυσίδων FKM είναι διαφορετικά και οι αντίστοιχες ιδιότητες ευθραυστότητας χαμηλής θερμοκρασίας είναι διαφορετικές και το πληρωτικό με μικρή ποσότητα καουτσούκ έχει μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε γέλη και καλύτερη αντίσταση σε χαμηλή θερμοκρασία.
2.4 Η επίδραση της διαδικασίας ανάμειξης στις ιδιότητες ευθραυστότητας σε χαμηλή θερμοκρασία των ενώσεων FKM
Η διαδικασία ανάμιξης έχει επίσης επίδραση στις ιδιότητες ευθραυστότητας σε χαμηλή θερμοκρασία των ενώσεων FKM. Η πλαστικοποίηση πριν από την ανάμειξη μπορεί να επιτύχει καλύτερη ευκαμψία μορίων καουτσούκ
Η αντοχή σε χαμηλή θερμοκρασία της ένωσης μπορεί να βελτιωθεί με πλαστικοποίηση πριν από την ανάμιξη. Η επεξεργασία λεπτής διέλευσης μετά τη στάθμευση της ένωσης μπορεί να βελτιώσει τις ιδιότητες διασποράς των πληρωτικών και των συμβατιστών και να βελτιώσει την αντίσταση σε χαμηλή θερμοκρασία. Γενικά, όσο μεγαλύτερη είναι η χύτευση, τόσο χαμηλότερο είναι το ιξώδες Mooney του καουτσούκ. Η αύξηση του αριθμού των χρόνων χύτευσης θα μειώσει το Tg του καουτσούκ, αλλά το φαινόμενο δεν είναι σημαντικό και δεν υπάρχει σημαντική διαφορά μεταξύ του Tg και του Tbri του καουτσούκ FKM με διαφορετικό αριθμό χρόνων χύτευσης.
3 Συμπέρασμα
(1) Το Tg του FKM είναι κοντά σε αυτό του TR10, το οποίο μπορεί να αντανακλά την κίνηση χαμηλής θερμοκρασίας της μοριακής αλυσίδας FKM και τη θερμοκρασία κατάστασης γυαλιού και το Tbri είναι χαμηλότερο από αυτό των Tg και TR10.
είναι χαμηλότερο από το Tg και το TR10.
(2) Η ιδιότητα ευθραυστότητας χαμηλής θερμοκρασίας του θειωμένου υπεροξειδίου υψηλής περιεκτικότητας σε φθόριο FKM είναι καλύτερη και η ιδιότητα ευθραυστότητας χαμηλής θερμοκρασίας του δυαδικού θειωμένου FKM με δισφαινόλη είναι χειρότερη.
(3) Το καουτσούκ FKM γεμάτο με μαύρο άνθρακα N774 έχει καλύτερη αντίσταση σε χαμηλή θερμοκρασία. Το καουτσούκ με μικρή ποσότητα πληρωτικού έχει υψηλότερη περιεκτικότητα σε ζελέ και καλύτερη αντίσταση σε χαμηλές θερμοκρασίες.
(4) Ο αριθμός των χρόνων χύτευσης έχει μικρή επίδραση στην ιδιότητα ευθραυστότητας σε χαμηλή θερμοκρασία των ενώσεων FKM.
