Izraziti nedostatak fluoroelastomera (FKM) je slaba otpornost na niske temperature. Niskotemperaturna temperatura retrakcije (TR10) binarnog FKM-a općenito je -18 do -16 ℃, a temperatura staklenog prijelaza (Tg) je -20 ℃; Niskotemperaturna otpornost ternarnog FKM je lošija od one binarnog FKM. Specijalni niskotemperaturni tip FKM ima dobru otpornost na niske temperature, ali je cijena vrlo visoka.
FKM u ASTM D 2000-2012 'sustavu standardne klasifikacije proizvoda od gume' za proizvode razreda M2, M5, M6 koji moraju proći test krtosti pri niskoj temperaturi F15 (-25 ℃), proizvodi razreda M4 koji moraju proći test krtosti pri niskim temperaturama F17 (-40 ℃). Posljednjih godina sve više i više FKM proizvoda je potrebno kako bi zadovoljili zahtjeve otpornosti na visoke temperature (250-275 ℃) i krtosti na niskim temperaturama F15 ili F17. Najbolji način je koristiti niskotemperaturni FKM, kao što je temperatura krtosti od -45 ~ -40 ℃ Viton GLT tipa FKM, ali ovaj FKM na visokim temperaturama je loš i cijenu je teško učiniti prihvatljivom na tržištu. Poboljšanjem performansi binarnih FKM spojeva može istovremeno zadovoljiti zahtjeve otpornosti na niske i visoke temperature, a cijena je također razumna, postala je žarište istraživanja.
Ovaj rad analizira karakteristike FKM niskotemperaturnih performansi Tg, TR10 i temperature krtosti (Tbri) odnosa između studenata poslijediplomskog studija, punila, procesa miješanja itd. na niskotemperaturnoj krtosti binarnog i ternarnog FKM ljepila za pripremu FKM ljepila otpornog na niske temperature za pružanje reference!
1. Karakterizacija svojstava niskotemperaturne krtosti FKM
Guma ima reverzibilnu deformaciju, može proizvesti veliku deformaciju pod djelovanjem male vanjske sile i može se vratiti u prvobitno stanje nakon uklanjanja vanjske sile, pa se široko koristi. Međutim, kako se temperatura smanjuje, elastičnost gume postupno opada, a kada dosegne Tg, guma gubi elastičnost i dolazi do kvara. Zbog raznolikosti gumenih proizvoda, koji u procesu uporabe mogu biti podvrgnuti udaru, napetosti, smicanju, torziji, ekstruziji, abraziji itd., njihova krtost pri niskim temperaturama trebala bi se temeljiti na radnim uvjetima kako bi se odabrala odgovarajuća metoda ispitivanja. Uobičajeno korištene metode ispitivanja krtosti pri niskim temperaturama uključuju Tg ispitivanje, ispitivanje temperature udarne krtosti, ispitivanje uvlačenja pri niskim temperaturama, ispitivanje torzijske krutosti pri niskim temperaturama (Gimenovo ispitivanje), ispitivanje koeficijenta otpornosti na istezanje i hladnoću, ispitivanje tvrdoće pri niskim temperaturama, trajno deformiranje pri niskotemperaturnom kompresiji i ispitivanje popuštanja naprezanja, itd.
Otpornost FKM-a na niske temperature može se okarakterizirati s Tg, Tbri, TR10 i Torzijskom temperaturom na niskim temperaturama (TGem), itd. Ovi parametri imaju različita značenja, ali su u određenom međusobnom odnosu.
(1) Tg je temperatura pri kojoj guma prelazi iz visoko elastičnog stanja u staklasto stanje i staklastog stanja u visoko elastično stanje, što obično karakterizira mikroskopsko kretanje molekularnih lanaca gume.
(2) Tbri je temperatura pri kojoj ne dolazi do oštećenja gume pod određenim uvjetima deformacije udarnom silom, što obično odražava čvrstoću gume za upotrebu na niskim temperaturama i njezinu sposobnost da izdrži oštećenja.
(3) TR10 se koristi za procjenu viskoelastičnosti i učinka kristalizacije gume na niskim temperaturama i obično odražava najnižu temperaturu na kojoj gumeni materijal može održati svoj elastični oporavak.
(4) TGem koristi torzijsku čeličnu žicu s poznatom torzijskom konstantom kao referentni materijal za uvijanje uzorka pod velikim kutom, dok kako se temperatura smanjuje, modul gume se povećava, krutost se povećava, a kut uvijanja se smanjuje do točke u kojoj se jedva uvija na Tg. Torzijski kut gume prema promjeni temperature može procijeniti njezine performanse na niskim temperaturama, obično odražavajući najnižu temperaturu na kojoj guma održava svoju elastičnost.
2 FKM Tg, TR10 i odnos između Tbri
Uobičajeni FKM parametri izvedbe niskotemperaturne krtosti su Tg, TR10 i Tbri, dobavljač obično usvaja parametar Tg i TR10, ASTM usvaja parametar Tbri, postoje određene razlike i odnosi između ova tri.
2. 1 Odnos između Tg i TR10
TR10 svakog stupnja FKM-a blizu je Tg (razlika nije veća od 3 ℃), što ukazuje da i Tg i TR10 mogu odražavati niskotemperaturno kretanje i temperaturu staklenog stanja molekularnog lanca gume.
2.2 Odnos između FKM sadržaja fluora i svojstava krtosti pri niskim temperaturama
U uobičajenom binarnom i ternarnom FKM, TR10 raste s porastom sadržaja fluora; kada se uvede četvrti monomer, PMVE, njegov sadržaj ima veliki utjecaj na TR10.
Njegov sadržaj ima veliki utjecaj na TR10. Iako povećanje sadržaja fluora može poboljšati gornju granicu temperature upotrebe FKM-a, ali u isto vrijeme, zbog CF veze zamjenjuje CH vezu, smanjujući mekoću molekularnog lanca i performanse gume pri niskim temperaturama.
2.3 Utjecaj punila na svojstva niskotemperaturne krtosti FKM spojeva
Čađa N774 ljepilo ima najniži Tbri i najbolju otpornost na niske temperature; ljepilo od cinkovog oksida ima najveći Tbri i najlošiju otpornost na niske temperature; učinak krtosti pri niskim temperaturama pet vrsta ljepila ne razlikuje se mnogo. Nakon analize, nakon dodavanja različitih punila, razmak i struktura između FKM molekularnih lanaca su različiti, a odgovarajuća izvedba krtosti pri niskim temperaturama je drugačija.
Nakon analize, nakon dodavanja različitih punila, razmaci i strukture između FKM molekularnih lanaca su različiti, a odgovarajuća svojstva krhkosti na niskim temperaturama su različita, a punilo s malom količinom gume ima veći sadržaj gela i bolju otpornost na niske temperature.
2.4 Učinak procesa miješanja na svojstva krtosti FKM spojeva pri niskim temperaturama
Proces miješanja također ima učinak na niskotemperaturnu krtost spojeva FKM. Plastificiranjem prije miješanja može se postići bolja fleksibilnost molekule gume
Otpornost smjese na niske temperature može se poboljšati plastificiranjem prije miješanja. Tretman tankim prolazom nakon što je smjesa parkirana može poboljšati svojstva disperzije punila i kompatibilizatora te poboljšati otpornost na niske temperature. Općenito govoreći, što je duže oblikovanje, niža je Mooneyjeva viskoznost gume. Povećanje broja vremena kalupljenja smanjit će Tg gume, ali taj fenomen nije značajan i nema značajne razlike između Tg i Tbri FKM gume s različitim brojem vremena kalupljenja.
3 Zaključak
(1) Tg FKM-a je blizu vrijednosti TR10, što može odražavati niskotemperaturno kretanje molekularnog lanca FKM-a i temperature staklenog stanja, a Tbri je niža od vrijednosti Tg i TR10.
niži je od Tg i TR10.
(2) Svojstvo niskotemperaturne krtosti peroksidno sumporiziranog FKM-a s visokim udjelom fluora je bolje, a svojstvo niskotemperaturne krtosti binarno sumporiranog FKM-a s bisfenolom je lošije.
(3) FKM guma punjena čađom N774 ima bolju otpornost na niske temperature; guma s malom količinom punila ima veći sadržaj gela i bolju otpornost na niske temperature.
(4) Broj vremena kalupljenja ima mali učinak na niskotemperaturnu krtost spojeva FKM.
