החיסרון הבולט של פלואורואלסטומר (FKM) הוא עמידות ירודה בטמפרטורה נמוכה. טמפרטורת הנסיגה בטמפרטורה נמוכה (TR10) של FKM בינארי היא בדרך כלל -18 עד -16 ℃, וטמפרטורת מעבר הזכוכית (Tg) היא -20 ℃; התנגדות הטמפרטורה הנמוכה של FKM טריני היא גרועה יותר מזו של FKM בינארי. FKM מיוחד בטמפרטורה נמוכה יש עמידות טובה בטמפרטורה נמוכה, אך המחיר גבוה מאוד.
FKM ב-ASTM D 2000-2012 'מערכת הסיווג הסטנדרטית של מוצרי גומי לרכב' של מוצרים בדרגת M2, M5, M6 הנדרשים כדי לעבור את מבחן השבירות בטמפרטורה נמוכה F15 (-25 ℃), מוצרים בדרגת M4 הנדרשים כדי לעבור את מבחן השבירות בטמפרטורה נמוכה F17 (-40 ℃). בשנים האחרונות, יותר ויותר מוצרי FKM נדרשים לעמוד בדרישות הן של עמידות בטמפרטורה גבוהה (250-275 ℃) והן של שבירה בטמפרטורה נמוכה F15 או F17. הדרך הטובה ביותר היא להשתמש ב-FKM בטמפרטורה נמוכה, כגון טמפרטורת שבירות של -45 ~ -40 ℃ מסוג Viton GLT מסוג FKM, אך ביצועי FKM בטמפרטורה גבוהה זה גרועים וקשה להפוך את השוק למקובל במחיר. על ידי שיפור הביצועים של תרכובות FKM בינאריות יכול לעמוד בו זמנית בדרישות של עמידות בטמפרטורה נמוכה וגבוהה, והעלות היא גם סבירה, הפכה לנקודה חמה של מחקר.
מאמר זה מנתח את האפיון של ביצועי FKM בטמפרטורות נמוכות של Tg, TR10 וטמפרטורת שבירות (Tbri) של הקשר בין סטודנטים לתארים מתקדמים, חומרי מילוי, תהליך ערבוב וכו' על ביצועי פריכות הדבק הבינארי והשלישי של FKM בטמפרטורה נמוכה להכנת דבק ייחוס FKM עמיד לטמפרטורה נמוכה לספק!
1. אפיון תכונות שבריריות FKM בטמפרטורה נמוכה
לגומי יש עיוות הפיך, יכול לייצר עיוות גדול בפעולת כוח חיצוני קטן, וניתן להחזירו למצבו המקורי לאחר הסרת הכוח החיצוני, ולכן נעשה בו שימוש נרחב. אולם ככל שהטמפרטורה יורדת, גמישות הגומי מתדרדרת בהדרגה, וכאשר הוא מגיע ל-Tg, הגומי מאבד מגמישותו ונכשל. בגלל מגוון מוצרי הגומי, בתהליך השימוש עלול להיות נתון לפגיעה, מתח, גזירה, פיתול, שחול, שחיקה וכו', ביצועי ההתפרקות שלו בטמפרטורה נמוכה צריכים להתבסס על מצב העבודה שלו כדי לבחור את שיטת הבדיקה המתאימה. שיטות בדיקת ביצועי שבירות בטמפרטורה נמוכה נפוצות כוללות בדיקת Tg, בדיקת טמפרטורת שבירות ההשפעה, בדיקת נסיגה בטמפרטורה נמוכה, בדיקת קשיחות פיתול בטמפרטורה נמוכה (מבחן Gimen), בדיקת עמידות בפני מתיחה ומקדם קור, בדיקת קשיות בטמפרטורה נמוכה, בדיקת דפורמציה קבועה של דחיסה בטמפרטורה נמוכה ומבחן הרפיית מתח וכו'.
ניתן לאפיין את ההתנגדות לטמפרטורה נמוכה של FKM על ידי Tg, Tbri, TR10 וטמפרטורת פיתול בטמפרטורה נמוכה (TGem) וכו'. לפרמטרים אלה יש משמעויות שונות אך יש להם קשר מסוים אחד עם השני.
(1) Tg היא הטמפרטורה שבה הגומי משתנה ממצב אלסטי מאוד למצב זכוכי וממצב זגוגי למצב מאוד אלסטי, המאפיין בדרך כלל את התנועה המיקרוסקופית של השרשראות המולקולריות של הגומי.
(2) טברי היא הטמפרטורה שבה לא נגרם נזק לגומי בתנאים שצוינו של עיוות כוח הפגיעה, המשקף בדרך כלל את חוזק הגומי לשימוש בטמפרטורות נמוכות ואת יכולתו לעמוד בפני נזקים.
(3) TR10 משמש להערכת השפעת הצמיגות וההתגבשות של גומי בטמפרטורות נמוכות, ובדרך כלל משקף את הטמפרטורה הנמוכה ביותר שבה חומר גומי יכול לשמור על ההתאוששות האלסטית שלו.
(4) TGem משתמש בחוט פלדה פיתול עם קבוע פיתול ידוע כחומר ייחוס כדי לסובב את הדגימה בזווית גדולה, בעוד שככל שהטמפרטורה יורדת, מודול הגומי גדל, הקשיחות גדלה וזווית הפיתול יורדת עד לנקודה שבה היא בקושי מתפתלת ב-Tg. זווית הפיתול של הגומי בהתאם לשינוי הטמפרטורה יכולה להעריך את ביצועי הטמפרטורה הנמוכה שלו, בדרך כלל משקפת את הטמפרטורה הנמוכה ביותר שבה הגומי שומר על גמישותו.
2 FKM Tg, TR10 והקשר בין Tbri
הפרמטרים הנפוצים של FKM שבריריות בטמפרטורה נמוכה הם Tg, TR10 ו-Tbri, הספק בדרך כלל מאמץ את הפרמטר Tg ו-TR10, ASTM מאמצת את הפרמטר Tbri, ישנם הבדלים ויחסים מסוימים בין שלושת אלו.
2. 1 הקשר בין Tg ל-TR10
TR10 של כל דרגת FKM קרוב ל-Tg (ההבדל הוא לא יותר מ-3 ℃), מה שמצביע על כך שגם Tg וגם TR10 יכולים לשקף את תנועת הטמפרטורה הנמוכה ואת טמפרטורת מצב הזכוכית של שרשרת מולקולרית גומי.
2.2 קשר בין תכולת הפלואור FKM ותכונות השבירות בטמפרטורה נמוכה
ב-FKM בינארי ושלישי נפוץ, TR10 עולה עם העלייה בתכולת הפלואור; כאשר מונומר רביעי, PMVE, מוצג, לתוכן שלו יש השפעה רבה על TR10.
לתוכן שלו יש השפעה רבה על TR10. אמנם העלייה בתכולת הפלואור יכולה לשפר את הגבול העליון של טמפרטורת השימוש ב-FKM, אך יחד עם זאת, בשל קשר ה-CF מחליף את הקשר CH, ומפחית את הרכות של השרשרת המולקולרית ואת הביצועים בטמפרטורה נמוכה של הגומי.
2.3 השפעת חומרי המילוי על תכונות ההתפרקות של תרכובות FKM בטמפרטורה נמוכה
לדבק N774 שחור פחמן יש את ה-Tbri הנמוך ביותר ואת ההתנגדות הטובה ביותר לטמפרטורה נמוכה; לדבק תחמוצת אבץ יש את ה-Tbri הגבוהה ביותר ואת ההתנגדות הגרועה ביותר לטמפרטורה נמוכה; ביצועי ההתפרקות בטמפרטורה נמוכה של חמשת סוגי הדבקים אינם שונים בהרבה. לאחר ניתוח, לאחר הוספת חומרי מילוי שונים, הפער והמבנה בין שרשראות מולקולריות של FKM שונים, וביצועי ההתפרקות המתאימים בטמפרטורה נמוכה שונים.
לאחר ניתוח, לאחר הוספת חומרי מילוי שונים, הפערים והמבנים בין שרשראות מולקולריות של FKM שונים, ותכונות ההתפרקות המתאימות בטמפרטורה נמוכה שונות, ולחומר המילוי עם כמות קטנה של גומי יש תכולת ג'ל גדולה יותר ועמידות טובה יותר בטמפרטורה נמוכה.
2.4 השפעת תהליך הערבוב על תכונות ההתפרקות בטמפרטורה נמוכה של תרכובות FKM
לתהליך הערבוב יש השפעה גם על תכונות ההתפרקות בטמפרטורה נמוכה של תרכובות FKM. גמישות לפני ערבוב יכולה להשיג גמישות טובה יותר של מולקולת הגומי
ניתן לשפר את ההתנגדות לטמפרטורה נמוכה של התרכובת על ידי פלסטיק לפני הערבוב. טיפול במעבר דק לאחר חניית המתחם יכול לשפר את תכונות הפיזור של חומרי מילוי וחומרי תאימות, ולשפר את העמידות בטמפרטורות נמוכות. באופן כללי, ככל שהדפוס ארוך יותר, כך צמיגות המוני של הגומי נמוכה יותר. הגדלת מספר פעמים היציקה תפחית את ה-Tg של הגומי, אך התופעה אינה משמעותית, ואין הבדל משמעותי בין ה-Tg וה-Tbri של גומי FKM עם מספר זמני יציקה שונה.
3 מסקנה
(1) ה-Tg של FKM קרוב לזה של TR10, מה שיכול לשקף את תנועת הטמפרטורה הנמוכה של טמפרטורת השרשרת המולקולרית של FKM ומצב הזכוכית, וה-Tbri נמוך מזה של Tg ו-TR10.
נמוך מ-Tg ו-TR10.
(2) תכונת ההתפרקות בטמפרטורה נמוכה של FKM עם פלואור גבוה מגופרתי עם פרוקסיד טובה יותר, ותכונת ההתפרקות בטמפרטורה נמוכה של FKM מגופרית בינארית של ביספנול גרועה יותר.
(3) גומי FKM מלא בפחמן שחור N774 בעל עמידות טובה יותר בטמפרטורה נמוכה; לגומי עם כמות קטנה של חומר מילוי יש תכולת ג'ל גבוהה יותר ועמידות טובה יותר בטמפרטורה נמוכה.
(4) למספר זמני הדפוס יש השפעה מועטה על תכונת ההתפרקות בטמפרטורה נמוכה של תרכובות FKM.
