A fluorelasztomer (FKM) kiemelkedő hátránya a gyenge alacsony hőmérsékleti ellenállás. A bináris FKM alacsony hőmérsékletű visszahúzási hőmérséklete (TR10) általában -18 és -16 ℃, az üvegesedési hőmérséklet (Tg) pedig -20 ℃; a háromkomponensű FKM alacsony hőmérsékleti ellenállása gyengébb, mint a bináris FKM-é. A speciális alacsony hőmérsékletű FKM-nek jó az alacsony hőmérsékletű ellenállása, de az ára nagyon magas.
Az FKM az ASTM D 2000-2012 'autóipari gumitermékek szabványos besorolási rendszerében' az M2, M5, M6 osztályú termékek esetében, amelyek az alacsony hőmérsékletű ridegségi F15 (-25 ℃) teszten, az M4 osztályú termékek pedig az alacsony hőmérsékletű ridegségi F17 (-40) teszten. Az elmúlt években egyre több FKM terméknek kell megfelelnie mind a magas hőmérséklet-állóság (250-275 ℃), mind az alacsony hőmérsékletű ridegség F15 vagy F17 követelményeinek. A legjobb módszer az alacsony hőmérsékletű FKM használata, például a -45 ~ -40 ℃ ridegségi hőmérsékletű Viton GLT típusú FKM, de ez az FKM magas hőmérsékletű teljesítménye gyenge, és az árat nehéz elfogadhatóvá tenni a piacon. A bináris FKM-vegyületek teljesítményének javításával egyidejűleg megfelelnek az alacsony és magas hőmérséklet-állóság követelményeinek, és a költségek is ésszerűek, a kutatások egyik felkapott pontja lett.
Ez a dolgozat az FKM alacsony hőmérsékletű Tg, TR10 és ridegségi hőmérséklet (Tbri) kapcsolatának jellemzését elemzi a posztgraduális hallgatók, töltőanyagok, keverési folyamat stb. kapcsolata a bináris és terner FKM ragasztón alacsony hőmérsékletű ridegség teljesítménye alacsony hőmérsékleten ellenálló FKM ragasztó előállításához referencia ragasztó biztosításához!
1. Az FKM alacsony hőmérsékletű ridegedési tulajdonságainak jellemzése
A gumi visszafordítható deformációval rendelkezik, kis külső erő hatására nagy deformációt tud produkálni, és a külső erő eltávolítása után visszaállítható eredeti állapotába, ezért széles körben használják. A hőmérséklet csökkenésével azonban a gumi rugalmassága fokozatosan romlik, és amikor eléri a Tg-t, a gumi elveszti rugalmasságát és meghibásodik. A gumitermékek sokfélesége miatt a használat során ütésnek, húzásnak, nyírásnak, csavarodásnak, extrudálásnak, kopásnak stb. lehet kitéve, alacsony hőmérsékletű ridegedési teljesítményét a működési állapotán kell alapulnia a megfelelő vizsgálati módszer kiválasztásához. Az általánosan használt alacsony hőmérsékletű ridegség-vizsgálati módszerek közé tartozik a Tg-teszt, az ütési ridegség-hőmérséklet-teszt, az alacsony hőmérsékletű visszahúzási teszt, az alacsony hőmérsékletű torziós merevségi teszt (Gimen-teszt), a nyújtási és hidegtényező-teszt, az alacsony hőmérsékletű keménységi teszt, az alacsony hőmérsékletű kompressziós maradandó deformáció és a feszültség-relaxációs teszt stb.
Az FKM alacsony hőmérsékletű ellenállása jellemezhető a Tg, Tbri, TR10 és Torsion Temperature at alacsony hőmérsékleten (TGem) stb. paraméterekkel. Ezek a paraméterek eltérő jelentéssel bírnak, de bizonyos kapcsolatban állnak egymással.
(1) Tg az a hőmérséklet, amelyen a gumi nagy rugalmasságból üveges állapotba, üveges állapotból pedig erősen rugalmas állapotba megy át, ami általában a gumi molekulaláncainak mikroszkópos mozgását jellemzi.
(2) A Tbri az a hőmérséklet, amelynél az ütési erő deformációjának meghatározott körülményei között nem keletkezik károsodás a gumiban, ami általában a gumi alacsony hőmérsékleten történő használathoz való szilárdságát és sérülésekkel szembeni ellenálló képességét tükrözi.
(3) A TR10-et a gumi viszkoelaszticitásának és kristályosodási hatásának értékelésére használják alacsony hőmérsékleten, és általában azt a legalacsonyabb hőmérsékletet tükrözi, amelyen a gumianyag meg tudja tartani a rugalmas visszanyerését.
(4) A TGem egy ismert torziós állandójú torziós acélhuzalt használ referenciaanyagként a próbadarab nagy szögben történő megcsavarásához, miközben a hőmérséklet csökkenésével a gumi modulusa nő, a merevség nő, és a torziós szög olyan mértékben csökken, hogy Tg-nél alig csavarodik el. A gumi hőmérsékletváltozás szerinti torziós szöge értékelheti annak alacsony hőmérsékletű teljesítményét, általában azt a legalacsonyabb hőmérsékletet tükrözi, amelyen a gumi megtartja rugalmasságát.
2 FKM Tg, TR10 és a Tbri közötti kapcsolat
Az általánosan használt FKM alacsony hőmérsékletű ridegedési teljesítményparaméterei a Tg, TR10 és Tbri, a szállító általában a Tg és TR10 paramétert, az ASTM a Tbri paramétert alkalmazza, e három között vannak bizonyos különbségek és összefüggések.
2. 1 A Tg és a TR10 kapcsolata
Az FKM mindegyik fokozatának TR10 értéke közel van a Tg-hez (a különbség nem több, mint 3 ℃), ami azt jelzi, hogy mind a Tg, mind a TR10 tükrözheti a gumi molekulaláncának alacsony hőmérsékletű mozgását és üvegállapotú hőmérsékletét.
2.2 Az FKM fluortartalom és az alacsony hőmérsékletű ridegedési tulajdonságok kapcsolata
A közös bináris és hármas FKM-ben a TR10 a fluortartalom növekedésével nő; amikor egy negyedik monomert, a PMVE-t bevezetik, annak tartalma nagy hatással van a TR10-re.
Tartalma nagy hatással van a TR10-re. A fluortartalom növelése ugyan javíthatja az FKM használati hőmérséklet felső határát, ugyanakkor a CF kötés miatt kicseréli a CH kötést, csökkentve a molekulalánc lágyságát és a gumi alacsony hőmérsékleti teljesítményét.
2.3 A töltőanyagok hatása az FKM vegyületek alacsony hőmérsékleten történő ridegedési tulajdonságaira
A korom N774 ragasztó a legalacsonyabb Tbri-vel és a legjobb alacsony hőmérsékleti ellenállással rendelkezik; a cink-oxid ragasztó a legmagasabb Tbri-vel és a legrosszabb alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállással rendelkezik; az ötféle ragasztóanyag alacsony hőmérsékletű ridegedési teljesítménye nem sokban tér el egymástól. Elemzés után különböző töltőanyagok hozzáadása után az FKM molekulaláncok közötti rés és szerkezet eltérő, és a megfelelő alacsony hőmérsékletű ridegedési teljesítmény is eltérő.
Elemzés után különböző töltőanyagok hozzáadása után eltérőek az FKM molekulaláncok közötti hézagok és szerkezetek, és eltérőek a megfelelő alacsony hőmérsékletű ridegedési tulajdonságok, valamint a kis mennyiségű gumit tartalmazó töltőanyag nagyobb géltartalommal és jobb alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállással rendelkezik.
2.4 A keverési folyamat hatása az FKM vegyületek alacsony hőmérsékleten történő ridegedési tulajdonságaira
A keverési folyamat az FKM-vegyületek alacsony hőmérsékletű ridegedési tulajdonságaira is hatással van. A keverés előtti lágyítással a gumimolekula rugalmasabbá válik
A vegyület alacsony hőmérsékletű ellenállása keverés előtti lágyítással javítható. A készítmény lerakása utáni vékonyréteg-kezelés javíthatja a töltőanyagok és kompatibilizálószerek diszperziós tulajdonságait, és javíthatja az alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállást. Általánosságban elmondható, hogy minél hosszabb a formázás, annál alacsonyabb a gumi Mooney-viszkozitása. A fröccsöntési idők számának növelése csökkenti a gumi Tg-jét, de a jelenség nem szignifikáns, és nincs szignifikáns különbség a különböző fröccsöntési időszámú FKM gumi Tg és Tbri értékei között.
3 Következtetés
(1) Az FKM Tg-je közel áll a TR10-hez, ami tükrözheti az FKM molekulaláncának alacsony hőmérsékletű mozgását és az üvegállapotú hőmérsékletet, a Tbri pedig alacsonyabb, mint a Tg-é és a TR10-é.
alacsonyabb, mint a Tg és a TR10.
(2) A peroxiddal kénezett, magas fluortartalmú FKM alacsony hőmérsékletű ridegedési tulajdonsága jobb, a biszfenollal binárisan kénezett FKM alacsony hőmérsékleten pedig rosszabb.
(3) Az N774 koromgal töltött FKM gumi jobb alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállással rendelkezik; a kis mennyiségű töltőanyagot tartalmazó gumi magasabb géltartalommal és jobb alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállással rendelkezik.
(4) Az öntési idők száma csekély hatással van az FKM-vegyületek alacsony hőmérsékletű ridegségére.
