플루오로엘라스토머(FKM)의 뛰어난 단점은 저온 저항성이 낮다는 것입니다. 바이너리 FKM의 저온 수축 온도(TR10)는 일반적으로 -18~-16℃이고, 유리 전이 온도(Tg)는 -20℃입니다. 3원 FKM의 저온 저항은 2진 FKM보다 낮습니다. 특수 저온형 FKM은 내한성이 우수하지만 가격이 매우 높습니다.
ASTM D 2000-2012 '자동차 고무 제품 표준 분류 시스템'의 FKM은 M2, M5, M6 등급 제품으로 저온 취성 F15(-25℃) 테스트를 통과해야 하고, M4 등급 제품은 저온 취성 F17(-40℃) 테스트를 통과해야 합니다. 최근에는 고온 저항(250~275℃)과 저온 취성 F15 또는 F17 요구 사항을 모두 충족하기 위해 점점 더 많은 FKM 제품이 요구되고 있습니다. 가장 좋은 방법은 취성 온도 -45 ~ -40 ℃의 Viton GLT 유형 FKM과 같은 저온 FKM을 사용하는 것이지만, 이 FKM 고온 성능이 좋지 않고 가격도 시장에서 수용하기 어렵습니다. 바이너리 FKM 화합물의 성능을 개선함으로써 저온 및 고온 저항 요구 사항을 동시에 충족할 수 있으며 비용도 합리적이어서 연구의 핫스팟이 되었습니다.
이 논문에서는 저온 저항성 FKM 접착제 제조를 위한 이원 및 삼원 FKM 접착제 저온 취성 성능에 대한 대학원생, 필러, 혼합 공정 등의 관계에 대한 Tg, TR10 및 취성 온도(Tbri)의 FKM 저온 성능 특성을 분석하여 참고 자료를 제공합니다!
1. FKM 저온 취성 특성의 특성 분석
고무는 가역적 변형이 가능하고, 작은 외력의 작용으로 큰 변형을 일으킬 수 있으며, 외력을 제거한 후에도 원래 상태로 복원될 수 있어 널리 사용됩니다. 그러나 온도가 낮아짐에 따라 고무의 탄성은 점차 저하되고, Tg에 도달하면 고무는 탄력을 잃어 파손됩니다. 고무 제품은 다양하기 때문에 사용 과정에서 충격, 인장, 전단, 비틀림, 압출, 마모 등이 발생할 수 있으므로 저온 취성 성능은 작업 조건을 기반으로 적절한 테스트 방법을 선택해야 합니다. 일반적으로 사용되는 저온 취성 성능 시험 방법에는 Tg 시험, 충격 취성 온도 시험, 저온 수축 시험, 저온 비틀림 강성 시험(Gimen 시험), 연신 저항성 및 저온 계수 시험, 저온 경도 시험, 저온 압축 영구 변형 및 응력 완화 시험 등이 있습니다.
FKM의 저온 저항은 Tg, Tbri, TR10 및 저온 비틀림 온도(TGem) 등으로 특성화될 수 있습니다. 이러한 매개변수는 서로 다른 의미를 갖지만 서로 특정한 관계를 가지고 있습니다.
(1) Tg는 고무가 고탄성 상태에서 유리 상태로, 유리 상태에서 고탄성 상태로 변하는 온도로, 일반적으로 고무 분자 사슬의 미세한 움직임을 나타냅니다.
(2) Tbri는 특정 충격력 변형 조건에서 고무에 손상이 발생하지 않는 온도로, 일반적으로 저온에서 사용하는 고무의 강도와 손상에 견디는 능력을 반영합니다.
(3) TR10은 저온에서 고무의 점탄성 및 결정화 효과를 평가하는 데 사용되며 일반적으로 고무 재료가 탄성 회복을 유지할 수 있는 최저 온도를 반영합니다.
(4) TGem은 비틀림 상수가 알려진 비틀림 강선을 기준재로 사용하여 시편을 큰 각도로 비틀어 주는데, 온도가 낮아지면 고무의 모듈러스가 증가하고 강성이 증가하며 비틀림 각도는 Tg에서 거의 비틀리지 않는 지점까지 감소합니다. 온도 변화에 따른 고무의 비틀림 각도는 저온 성능을 평가할 수 있으며, 일반적으로 고무가 탄성을 유지하는 최저 온도를 반영합니다.
2 FKM Tg, TR10과 Tbri 사이의 관계
일반적으로 사용되는 FKM 저온 취성 성능 매개변수는 Tg, TR10 및 Tbri이며 공급업체는 일반적으로 매개변수 Tg 및 TR10을 채택하고 ASTM은 Tbri 매개변수를 채택하며 이 세 가지 사이에는 특정 차이점과 관계가 있습니다.
2. 1 Tg와 TR10의 관계
FKM 각 등급의 TR10은 Tg에 가깝습니다(차이는 3℃ 이하). 이는 Tg와 TR10 모두 고무 분자 사슬의 저온 이동과 유리 상태 온도를 반영할 수 있음을 나타냅니다.
2.2 FKM 불소 함량과 저온 취성 특성의 관계
일반적인 이원 및 삼원 FKM에서 TR10은 불소 함량이 증가함에 따라 증가합니다. 네 번째 단량체인 PMVE가 도입되면 그 함량이 TR10에 큰 영향을 미칩니다.
그 내용은 TR10에 큰 영향을 미칩니다. 불소 함량의 증가는 FKM 사용 온도의 상한을 향상시킬 수 있지만 동시에 CF 결합으로 인해 CH 결합을 대체하여 분자 사슬의 부드러움과 고무의 저온 성능을 감소시킵니다.
2.3 FKM 화합물의 저온 취성에 대한 필러의 영향
카본 블랙 N774 접착제는 Tbri가 가장 낮고 저온 저항성이 가장 좋습니다. 산화아연 접착제는 Tbri가 가장 높고 저온 저항성이 가장 낮습니다. 5가지 유형의 접착제의 저온 취성 성능은 크게 다르지 않습니다. 분석 후, 다양한 필러를 첨가한 후 FKM 분자 사슬 사이의 간격과 구조가 다르며 해당 저온 취성 성능도 다릅니다.
분석 후, 다른 필러를 첨가한 후 FKM 분자 사슬 사이의 간격과 구조가 다르고 해당 저온 취성이 다르며 고무 함량이 적은 필러는 겔 함량이 더 크고 저온 저항성이 더 좋습니다.
2.4 FKM 화합물의 저온 취성에 대한 혼합 공정의 영향
혼합 공정은 FKM 화합물의 저온 취성 특성에도 영향을 미칩니다. 혼합하기 전에 가소화하면 고무 분자의 유연성을 더 잘 얻을 수 있습니다.
혼합 전 가소화를 통해 화합물의 저온 저항성을 향상시킬 수 있습니다. 컴파운드 파킹 후 Thin Pass 처리를 하면 충진제 및 상용화제의 분산성을 향상시키고 저온 저항성을 향상시킬 수 있습니다. 일반적으로 성형 시간이 길수록 고무의 무니 점도는 낮아집니다. 성형 횟수를 늘리면 고무의 Tg가 감소하지만 현상은 크지 않으며 성형 횟수에 따라 FKM 고무의 Tg와 Tbri 간에 큰 차이가 없습니다.
3 결론
(1) FKM의 Tg는 TR10의 Tg에 가깝습니다. 이는 FKM 분자 사슬의 저온 이동과 유리 상태 온도를 반영할 수 있으며 Tbri는 Tg 및 TR10의 Tg보다 낮습니다.
Tg 및 TR10보다 낮습니다.
(2) 과산화물 황화 고불소 FKM의 저온 취성은 더 좋고, 비스페놀 이원 황화 FKM의 저온 취성은 더 나쁘다.
(3) 카본 블랙 N774로 채워진 FKM 고무는 저온 저항성이 더 좋습니다. 충전재가 적은 고무는 겔 함량이 높고 저온 저항성이 더 좋습니다.
