Išskirtinis fluoroelastomero (FKM) trūkumas yra prastas atsparumas žemai temperatūrai. Dvejetainės FKM žemos temperatūros įtraukimo temperatūra (TR10) paprastai yra nuo -18 iki -16 ℃, o stiklėjimo temperatūra (Tg) yra -20 ℃; trijų dalių FKM atsparumas žemai temperatūrai yra prastesnis nei dvejetainio FKM. Specialus žemos temperatūros tipas FKM turi gerą atsparumą žemai temperatūrai, tačiau kaina yra labai didelė.
FKM ASTM D 2000-2012 'automobilinių gumos gaminių standartinėje klasifikavimo sistemoje' M2, M5, M6 klasės gaminiams, kurie turi išlaikyti trapumo žemoje temperatūroje F15 (-25 ℃) testą, M4 klasės gaminių trapumo žemoje temperatūroje F17 (-40) testą. Pastaraisiais metais vis daugiau FKM gaminių reikalauja, kad jie atitiktų tiek atsparumo aukštai temperatūrai (250-275 ℃), tiek žemos temperatūros trapumo F15 arba F17 reikalavimus. Geriausias būdas yra naudoti žemos temperatūros FKM, pvz., -45 ~ -40 ℃ trapumo temperatūrą Viton GLT tipo FKM, tačiau šis FKM aukštos temperatūros našumas yra prastas, o kainą sunku padaryti rinkai priimtina. Pagerinus dvejetainių FKM junginių veikimą, jie vienu metu gali atitikti atsparumo žemai ir aukštai temperatūrai reikalavimus, o kaina taip pat yra pagrįsta, tapo karšta tyrimų vieta.
Šiame darbe analizuojamas FKM žemos temperatūros charakteristikos Tg, TR10 ir trapumo temperatūros (Tbri) ryšys tarp antrosios pakopos studijų studentų, užpildų, maišymo proceso ir kt. ant dvejetainių ir trijų komponentų FKM klijų žemos temperatūros trapumo charakteristikos, skirtos žemai temperatūrai atsparių FKM klijų paruošimui.
1. FKM trapumo žemoje temperatūroje savybių apibūdinimas
Guma turi grįžtamąją deformaciją, gali sukelti didelę deformaciją veikiant nedidelei išorinei jėgai ir gali būti atkurta į pradinę būseną pašalinus išorinę jėgą, todėl ji plačiai naudojama. Tačiau mažėjant temperatūrai gumos elastingumas palaipsniui prastėja, o pasiekus Tg guma praranda savo elastingumą ir sugenda. Dėl įvairių gumos gaminių naudojimo procese jie gali būti paveikti smūgių, tempimo, šlyties, sukimo, ekstruzijos, dilimo ir pan., todėl, norint pasirinkti tinkamą bandymo metodą, jo trapumas žemoje temperatūroje turėtų būti pagrįstas darbo būkle. Dažniausiai naudojami žemos temperatūros trapumo bandymo metodai yra Tg bandymas, smūginio trapumo temperatūros bandymas, žemos temperatūros atitraukimo bandymas, žemos temperatūros sukimo standumo bandymas (Gimen bandymas), atsparumo tempimui ir šalčio koeficiento bandymas, žemos temperatūros kietumo bandymas, žemos temperatūros gniuždymo nuolatinės deformacijos ir įtempių atsipalaidavimo bandymas ir kt.
FKM atsparumą žemai temperatūrai galima apibūdinti Tg, Tbri, TR10 ir sukimo temperatūra žemoje temperatūroje (TGem) ir kt. Šie parametrai turi skirtingas reikšmes, bet turi tam tikrą ryšį vienas su kitu.
(1) Tg yra temperatūra, kuriai esant guma pasikeičia iš labai elastingos būsenos į stiklinę būseną, o iš stiklinės būsenos į labai elastingą, kuri paprastai apibūdina mikroskopinį gumos molekulinių grandinių judėjimą.
(2) Tbri yra temperatūra, kuriai esant nurodytomis smūgio jėgos deformacijos sąlygomis guma nepažeidžiama, o tai paprastai atspindi gumos stiprumą, skirtą naudoti žemoje temperatūroje, ir jos gebėjimą atlaikyti pažeidimus.
(3) TR10 naudojamas įvertinti gumos klampumą ir kristalizacijos efektą žemoje temperatūroje ir paprastai atspindi žemiausią temperatūrą, kuriai esant guminė medžiaga gali išlaikyti savo elastingumą.
(4) TGem naudoja sukimo plieninę vielą su žinoma sukimo konstanta kaip etaloninę medžiagą bandiniui pasukti dideliu kampu, o mažėjant temperatūrai gumos modulis didėja, standumas ir sukimo kampas sumažėja iki taško, kai jis vos susisuka esant Tg. Gumos sukimo kampas pagal temperatūros pokytį gali įvertinti jos veikimą žemoje temperatūroje, paprastai atspindėdamas žemiausią temperatūrą, kuriai esant guma išlaiko savo elastingumą.
2 FKM Tg, TR10 ir santykis tarp Tbri
Dažniausiai naudojami FKM trapumo žemos temperatūros parametrai yra Tg, TR10 ir Tbri, tiekėjas paprastai priima parametrus Tg ir TR10, ASTM – parametrą Tbri, tarp šių trijų yra tam tikrų skirtumų ir sąsajų.
2. 1 Ryšys tarp Tg ir TR10
Kiekvienos FKM klasės TR10 yra artimas Tg (skirtumas ne didesnis kaip 3 ℃), tai rodo, kad tiek Tg, tiek TR10 gali atspindėti gumos molekulinės grandinės judėjimą žemoje temperatūroje ir stiklo būsenos temperatūrą.
2.2 Ryšys tarp FKM fluoro kiekio ir trapumo žemoje temperatūroje savybių
Įprastuose dvejetainiuose ir trinariuose FKM TR10 didėja didėjant fluoro kiekiui; Kai įvedamas ketvirtasis monomeras PMVE, jo turinys turi didelę įtaką TR10.
Jo turinys turi didelę įtaką TR10. Nors fluoro kiekio padidėjimas gali pagerinti viršutinę FKM naudojimo temperatūros ribą, tačiau tuo pačiu metu dėl CF jungties pakeičiama CH jungtis, sumažinant molekulinės grandinės minkštumą ir gumos efektyvumą žemoje temperatūroje.
2.3 Užpildų įtaka FKM junginių trapumo savybėms žemoje temperatūroje
Anglies juodumo klijai N774 turi mažiausią Tbri ir geriausią atsparumą žemai temperatūrai; cinko oksido klijai turi didžiausią Tbri ir blogiausią atsparumą žemai temperatūrai; penkių tipų klijų trapumas žemoje temperatūroje mažai skiriasi. Atlikus analizę, pridėjus skirtingus užpildus, tarpas ir struktūra tarp FKM molekulinių grandinių skiriasi, o atitinkamas trapumas žemoje temperatūroje skiriasi.
Išanalizavus, pridėjus skirtingų užpildų, skiriasi tarpai ir struktūros tarp FKM molekulinių grandinių, skiriasi atitinkamos trapumo savybės žemoje temperatūroje, o užpildas su nedideliu gumos kiekiu turi didesnį gelio kiekį ir geresnį atsparumą žemai temperatūrai.
2.4 Maišymo proceso poveikis FKM junginių trapumo savybėms žemoje temperatūroje
Maišymo procesas taip pat turi įtakos FKM junginių trapumo savybėms žemoje temperatūroje. Plastifikavimas prieš maišymą gali pagerinti gumos molekulės lankstumą
Mišinio atsparumą žemai temperatūrai galima pagerinti plastifikuojant prieš maišant. Apdorojimas plonu pralaidumu po mišinio pastatymo gali pagerinti užpildų ir suderinamųjų medžiagų dispersines savybes ir pagerinti atsparumą žemai temperatūrai. Paprastai tariant, kuo ilgesnis liejimas, tuo mažesnis gumos Mooney klampumas. Padidinus liejimo kartų skaičių, sumažės gumos Tg, tačiau šis reiškinys nėra reikšmingas ir nėra reikšmingo skirtumo tarp FKM gumos Tg ir Tbri su skirtingu liejimo kartų skaičiumi.
3 Išvada
(1) FKM Tg yra artimas TR10, kuris gali atspindėti žemos temperatūros FKM molekulinės grandinės judėjimą ir stiklo būsenos temperatūrą, o Tbri yra mažesnis nei Tg ir TR10.
yra mažesnis nei Tg ir TR10.
(2) Peroksidu sieringo didelio fluoro FKM trapumas žemoje temperatūroje yra geresnis, o bisfenolio dvejetainio sieros FKM trapumas žemoje temperatūroje yra blogesnis.
(3) FKM guma, užpildyta suodžiu N774, turi geresnį atsparumą žemai temperatūrai; guma su nedideliu užpildo kiekiu turi didesnį gelio kiekį ir geresnį atsparumą žemai temperatūrai.
(4) Liejimo kartų skaičius turi mažai įtakos FKM junginių trapumui žemoje temperatūroje.
