फ़्लोरोइलास्टोमर्स के कम तापमान वाले भंगुरता गुणों का अध्ययन

फ़्लोरोएलेस्टोमेर (एफकेएम) का प्रमुख नुकसान कम तापमान प्रतिरोध है। बाइनरी एफकेएम का निम्न-तापमान प्रत्यावर्तन तापमान (TR10) आम तौर पर -18 से -16 ℃ होता है, और ग्लास संक्रमण तापमान (Tg) -20 ℃ होता है; टर्नरी एफकेएम का निम्न-तापमान प्रतिरोध बाइनरी एफकेएम की तुलना में खराब है। विशेष निम्न-तापमान प्रकार FKM में अच्छा निम्न-तापमान प्रतिरोध होता है, लेकिन कीमत बहुत अधिक होती है।

एएसटीएम डी 2000-2012 में एफकेएम एम2, एम5, एम6 ग्रेड उत्पादों के 'ऑटोमोटिव रबर उत्पाद मानक वर्गीकरण प्रणाली' को कम तापमान वाले एमब्रिटलमेंट एफ15 (-25 ℃) परीक्षण को पास करने के लिए आवश्यक है, एम4 ग्रेड के उत्पादों को कम तापमान वाले एमब्रिटलमेंट एफ17 (-40 ℃) टेस्ट को पास करने के लिए आवश्यक है। हाल के वर्षों में, अधिक से अधिक FKM उत्पादों को उच्च तापमान प्रतिरोध (250-275 ℃) और निम्न तापमान उत्सर्जन F15 या F17 दोनों की आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है। सबसे अच्छा तरीका कम तापमान वाले एफकेएम का उपयोग करना है, जैसे -45 ~ -40 ℃ विटॉन जीएलटी प्रकार एफकेएम का भंगुरता तापमान, लेकिन इस एफकेएम उच्च तापमान का प्रदर्शन खराब है और कीमत को बाजार में स्वीकार्य बनाना मुश्किल है। बाइनरी एफकेएम यौगिकों के प्रदर्शन में सुधार करके कम और उच्च तापमान प्रतिरोध की आवश्यकताओं को एक साथ पूरा किया जा सकता है, और लागत भी उचित है, अनुसंधान का एक गर्म स्थान बन गया है।

यह पेपर संदर्भ प्रदान करने के लिए कम तापमान प्रतिरोधी एफकेएम चिपकने की तैयारी के लिए बाइनरी और टर्नरी एफकेएम चिपकने वाला कम तापमान भंगुरता प्रदर्शन पर स्नातकोत्तर छात्रों, फिलर्स, मिश्रण प्रक्रिया इत्यादि के बीच संबंधों के टीजी, टीआर 10 और भंगुरता तापमान (टीबीआरआई) के एफकेएम कम तापमान प्रदर्शन के लक्षण वर्णन का विश्लेषण करता है!

1. एफकेएम कम तापमान वाले भंगुरता गुणों की विशेषता

रबर में प्रतिवर्ती विरूपण होता है, एक छोटे बाहरी बल की कार्रवाई के तहत बड़ी विकृति उत्पन्न कर सकता है, और बाहरी बल को हटाने के बाद इसे अपनी मूल स्थिति में बहाल किया जा सकता है, इसलिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालाँकि, जैसे-जैसे तापमान घटता है, रबर की लोच धीरे-धीरे कम होती जाती है, और जब यह Tg तक पहुँच जाता है, तो रबर अपनी लोच खो देता है और विफल हो जाता है। रबर उत्पादों की विविधता के कारण, उपयोग की प्रक्रिया में प्रभाव, तनाव, कतरनी, मरोड़, बाहर निकालना, घर्षण आदि का सामना करना पड़ सकता है, उचित परीक्षण विधि का चयन करने के लिए इसके कम तापमान वाले घर्षण प्रदर्शन को इसकी कार्यशील स्थिति पर आधारित होना चाहिए। आम तौर पर उपयोग की जाने वाली निम्न-तापमान भंगुरता प्रदर्शन परीक्षण विधियों में टीजी परीक्षण, प्रभाव भंगुरता तापमान परीक्षण, निम्न-तापमान प्रत्यावर्तन परीक्षण, निम्न-तापमान मरोड़ कठोरता परीक्षण (गिमेन परीक्षण), खिंचाव और ठंड गुणांक परीक्षण का प्रतिरोध, निम्न-तापमान कठोरता परीक्षण, निम्न-तापमान संपीड़न स्थायी विरूपण और तनाव विश्राम परीक्षण आदि शामिल हैं।

FKM के निम्न तापमान प्रतिरोध को Tg, Tbri, TR10 और निम्न तापमान पर मरोड़ तापमान (TGem) आदि द्वारा चित्रित किया जा सकता है। इन मापदंडों के अलग-अलग अर्थ हैं लेकिन एक दूसरे के साथ कुछ निश्चित संबंध हैं।

(1) टीजी वह तापमान है जिस पर रबर अत्यधिक लोचदार अवस्था से कांच जैसी अवस्था में और कांच जैसी अवस्था से अत्यधिक लोचदार अवस्था में बदल जाता है, जो आमतौर पर रबर आणविक श्रृंखलाओं की सूक्ष्म गति को दर्शाता है।

(2) टीबी वह तापमान है जिस पर प्रभाव बल विरूपण की निर्दिष्ट शर्तों के तहत रबर को कोई नुकसान नहीं होता है, जो आमतौर पर कम तापमान पर उपयोग के लिए रबर की ताकत और क्षति का सामना करने की क्षमता को दर्शाता है।

(3) टीआर10 का उपयोग कम तापमान पर रबर की विस्कोइलास्टिकिटी और क्रिस्टलीकरण प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है, और आमतौर पर सबसे कम तापमान को दर्शाता है जिस पर रबर सामग्री अपनी लोचदार पुनर्प्राप्ति को बनाए रख सकती है।

(4) टीजीईएम एक बड़े कोण पर नमूने को मोड़ने के लिए संदर्भ सामग्री के रूप में एक ज्ञात टॉर्सनल स्थिरांक के साथ एक टॉर्सनल स्टील तार का उपयोग करता है, जबकि जैसे-जैसे तापमान घटता है, रबर का मापांक बढ़ता है, कठोरता बढ़ती है, और टॉर्सियन का कोण उस बिंदु तक कम हो जाता है जहां यह मुश्किल से टीजी पर मुड़ता है। तापमान परिवर्तन के अनुसार रबर का मरोड़ कोण उसके निम्न तापमान प्रदर्शन का मूल्यांकन कर सकता है, जो आमतौर पर सबसे कम तापमान को दर्शाता है जिस पर रबर अपनी लोच बनाए रखता है।

2 FKM Tg, TR10 और Tbri के बीच संबंध

आम तौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले एफकेएम निम्न-तापमान उत्सर्जन प्रदर्शन पैरामीटर टीजी, टीआर10 और टीबीआरआई हैं, आपूर्तिकर्ता आमतौर पर पैरामीटर टीजी और टीआर10 को अपनाता है, एएसटीएम पैरामीटर टीबीरी को अपनाता है, इन तीनों के बीच कुछ अंतर और संबंध हैं।

2.1 टीजी और टीआर10 के बीच संबंध

एफकेएम के प्रत्येक ग्रेड का टीआर10 टीजी के करीब है (अंतर 3 ℃ से अधिक नहीं है), यह दर्शाता है कि टीजी और टीआर10 दोनों रबर आणविक श्रृंखला के कम तापमान की गति और ग्लास राज्य तापमान को प्रतिबिंबित कर सकते हैं।

2.2 एफकेएम फ्लोरीन सामग्री और कम तापमान वाले भंगुरता गुणों के बीच संबंध

सामान्य बाइनरी और टर्नरी एफकेएम में, टीआर10 फ्लोरीन सामग्री की वृद्धि के साथ बढ़ता है; जब चौथा मोनोमर, पीएमवीई, पेश किया जाता है, तो इसकी सामग्री का टीआर10 पर बहुत प्रभाव पड़ता है।

इसकी सामग्री का TR10 पर बहुत प्रभाव है। यद्यपि फ्लोरीन सामग्री में वृद्धि एफकेएम उपयोग तापमान की ऊपरी सीमा में सुधार कर सकती है, लेकिन साथ ही, सीएफ बांड सीएच बांड को प्रतिस्थापित करता है, जिससे आणविक श्रृंखला की नरमता और रबर के कम तापमान के प्रदर्शन में कमी आती है।

2.3 एफकेएम यौगिकों के निम्न-तापमान भंगुरता गुणों पर भराव का प्रभाव

कार्बन ब्लैक एन774 एडहेसिव में सबसे कम टीबीआरआई और सबसे अच्छा कम तापमान प्रतिरोध है; जिंक ऑक्साइड चिपकने वाले में उच्चतम Tbri और सबसे खराब कम तापमान प्रतिरोध होता है; पांच प्रकार के चिपकने वाले पदार्थों का निम्न-तापमान भंगुरता प्रदर्शन बहुत भिन्न नहीं होता है। विश्लेषण करने के बाद, अलग-अलग भराव जोड़ने के बाद, एफकेएम आणविक श्रृंखलाओं के बीच अंतर और संरचना अलग होती है, और संबंधित कम तापमान उत्सर्जन प्रदर्शन अलग होता है।

विश्लेषण करने के बाद, अलग-अलग भराव जोड़ने के बाद, एफकेएम आणविक श्रृंखलाओं के बीच अंतराल और संरचनाएं अलग-अलग होती हैं, और संबंधित कम तापमान वाले भंगुर गुण अलग-अलग होते हैं, और थोड़ी मात्रा में रबर वाले भराव में बड़ी जेल सामग्री और बेहतर कम तापमान प्रतिरोध होता है।

2.4 एफकेएम यौगिकों के निम्न-तापमान भंगुरता गुणों पर मिश्रण प्रक्रिया का प्रभाव

मिश्रण प्रक्रिया का एफकेएम यौगिकों के कम तापमान वाले भंगुरीकरण गुणों पर भी प्रभाव पड़ता है। मिश्रण से पहले प्लास्टिक बनाने से रबर अणु का लचीलापन बेहतर ढंग से प्राप्त किया जा सकता है

मिश्रण से पहले प्लास्टिकीकरण करके यौगिक के कम तापमान प्रतिरोध में सुधार किया जा सकता है। कंपाउंड को पार्क करने के बाद पतला पास उपचार फिलर्स और कंपेटिबिलाइजर्स के फैलाव गुणों में सुधार कर सकता है, और कम तापमान प्रतिरोध में सुधार कर सकता है। सामान्यतया, मोल्डिंग जितनी लंबी होगी, रबर की मूनी चिपचिपाहट उतनी ही कम होगी। मोल्डिंग समय की संख्या बढ़ाने से रबर का टीजी कम हो जाएगा, लेकिन घटना महत्वपूर्ण नहीं है, और अलग-अलग मोल्डिंग समय के साथ एफकेएम रबर के टीजी और टीबीआरआई के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं है।

3 निष्कर्ष

(1) एफकेएम का टीजी टीआर10 के करीब है, जो एफकेएम आणविक श्रृंखला और ग्लास राज्य तापमान के निम्न तापमान आंदोलन को प्रतिबिंबित कर सकता है, और टीबीआरआई टीजी और टीआर10 की तुलना में कम है।

टीजी और टीआर10 से कम है।

(2) पेरोक्साइड सल्फ्यूराइज्ड उच्च फ्लोरीन एफकेएम की कम तापमान वाली भंगुरता संपत्ति बेहतर है, और बिस्फेनॉल बाइनरी सल्फ्यूराइज्ड एफकेएम की कम तापमान वाली भंगुरता संपत्ति बदतर है।

(3) कार्बन ब्लैक एन774 से भरे एफकेएम रबर में बेहतर कम तापमान प्रतिरोध है; थोड़ी मात्रा में भराव वाले रबर में जेल की मात्रा अधिक होती है और कम तापमान का प्रतिरोध बेहतर होता है।

(4) मोल्डिंग समय की संख्या का एफकेएम यौगिकों की निम्न-तापमान भंगुरता संपत्ति पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है।