Dezavantajul remarcabil al fluoroelastomerului (FKM) este rezistența slabă la temperaturi scăzute. Temperatura de retragere la temperatură scăzută (TR10) a FKM binar este în general de la -18 la -16 ℃, iar temperatura de tranziție sticloasă (Tg) este de -20 ℃; rezistența la temperatură scăzută a FKM ternar este mai slabă decât cea a FKM binar. Tipul special de temperatură joasă FKM are o rezistență bună la temperatură joasă, dar prețul este foarte mare.
FKM în „sistemul standard de clasificare a produselor din cauciuc auto” ASTM D 2000-2012 al produselor de calitate M2, M5, M6 necesare pentru a trece testul de fragilizare la temperatură scăzută F15 (-25 ℃), produsele de calitate M4 necesare pentru a trece testul de fragilizare la temperatură scăzută F17 (-40). În ultimii ani, din ce în ce mai multe produse FKM sunt necesare pentru a îndeplini cerințele atât de rezistență la temperaturi înalte (250-275 ℃), cât și de fragilizare la temperatură joasă F15 sau F17. Cel mai bun mod este să utilizați FKM la temperatură joasă, cum ar fi temperatura de fragilitate de -45 ~ -40 ℃ Viton GLT tip FKM, dar această performanță la temperatură înaltă FKM este slabă și prețul este dificil de a face piața acceptabilă. Prin îmbunătățirea performanței compușilor binari FKM pot îndeplini simultan cerințele de rezistență la temperaturi scăzute și ridicate, iar costul este, de asemenea, rezonabil, a devenit un punct fierbinte de cercetare.
Această lucrare analizează caracterizarea performanței FKM la temperatură joasă a Tg, TR10 și temperatura de fragilitate (Tbri) a relației dintre studenții postuniversitari, materiale de umplutură, procesul de amestecare etc. asupra performanței de fragilitate la temperatură joasă a adezivului FKM binar și ternar pentru prepararea adezivului FKM rezistent la temperatură scăzută pentru a oferi referință!
1. Caracterizarea proprietăților de fragilizare la temperatură joasă FKM
Cauciucul are deformare reversibilă, poate produce deformare mare sub acțiunea unei forțe externe mici și poate fi restabilit la starea inițială după îndepărtarea forței externe, deci este utilizat pe scară largă. Cu toate acestea, pe măsură ce temperatura scade, elasticitatea cauciucului se deteriorează treptat, iar când ajunge la Tg, cauciucul își pierde elasticitatea și eșuează. Datorită varietatii de produse din cauciuc, în procesul de utilizare pot fi supuse la impact, tensiune, forfecare, torsiune, extrudare, abraziune etc., performanța sa de fragilizare la temperatură scăzută ar trebui să se bazeze pe starea sa de lucru pentru a alege metoda de testare adecvată. Metodele de testare a performanței de fragilizare la temperatură joasă utilizate în mod obișnuit includ testul Tg, testul de temperatură de fragilitate la impact, testul de retragere la temperatură scăzută, testul de rigiditate la torsiune la temperatură joasă (testul Gimen), testul de rezistență la întindere și coeficientul de rece, testul de duritate la temperatură scăzută, testul de deformare permanentă la compresie la temperatură joasă și de relaxare a tensiunii etc.
Rezistența la temperatură scăzută a FKM poate fi caracterizată prin Tg, Tbri, TR10 și temperatura de torsiune la temperatură joasă (TGem), etc. Acești parametri au semnificații diferite, dar au o anumită relație între ei.
(1) Tg este temperatura la care cauciucul trece de la starea foarte elastică la starea sticloasă și starea sticloasă la starea foarte elastică, care caracterizează de obicei mișcarea microscopică a lanțurilor moleculare de cauciuc.
(2) Tbri este temperatura la care nu are loc nicio deteriorare a cauciucului în condițiile specificate de deformare a forței de impact, care reflectă de obicei rezistența cauciucului pentru utilizare la temperaturi scăzute și capacitatea sa de a rezista la deteriorare.
(3) TR10 este utilizat pentru a evalua viscoelasticitatea și efectul de cristalizare al cauciucului la temperaturi scăzute și, de obicei, reflectă cea mai scăzută temperatură la care un material cauciuc își poate menține recuperarea elastică.
(4) TGem folosește un fir de oțel de torsiune cu o constantă de torsiune cunoscută ca material de referință pentru a răsuci specimenul la un unghi mare, în timp ce pe măsură ce temperatura scade, modulul cauciucului crește, rigiditatea crește, iar unghiul de torsiune scade până la punctul în care abia se răsucește la Tg. Unghiul de torsiune al cauciucului în funcție de schimbarea temperaturii poate evalua performanța sa la temperatură scăzută, reflectând de obicei cea mai scăzută temperatură la care cauciucul își menține elasticitatea.
2 FKM Tg, TR10 și relația dintre Tbri
Parametrii de performanță a fragilizării la temperatură joasă FKM utilizați în mod obișnuit sunt Tg, TR10 și Tbri, furnizorul adoptă de obicei parametrul Tg și TR10, ASTM adoptă parametrul Tbri, există anumite diferențe și relații între aceste trei.
2. 1 Relația dintre Tg și TR10
TR10 din fiecare grad de FKM este aproape de Tg (diferența nu este mai mare de 3 ℃), ceea ce indică faptul că atât Tg, cât și TR10 pot reflecta mișcarea la temperatură scăzută și temperatura stării sticlei a lanțului molecular de cauciuc.
2.2 Relația dintre conținutul de fluor FKM și proprietățile de fragilizare la temperatură joasă
În FKM binar și ternar comun, TR10 crește odată cu creșterea conținutului de fluor; când este introdus un al patrulea monomer, PMVE, conținutul său are o mare influență asupra TR10.
Conținutul său are o mare influență asupra TR10. Deși creșterea conținutului de fluor poate îmbunătăți limita superioară a temperaturii de utilizare a FKM, dar, în același timp, datorită legăturii CF înlocuiește legătura CH, reducând moliciunea lanțului molecular și performanța la temperatură joasă a cauciucului.
2.3 Influența materialelor de umplutură asupra proprietăților de fragilizare la temperatură joasă ale compușilor FKM
Adezivul N774 de negru de fum are cel mai mic Tbri și cea mai bună rezistență la temperaturi scăzute; adezivul de oxid de zinc are cel mai mare Tbri și cea mai slabă rezistență la temperatură scăzută; performanța de fragilizare la temperatură scăzută a celor cinci tipuri de adezivi nu diferă mult. După analiză, după adăugarea diferitelor materiale de umplutură, golul și structura dintre lanțurile moleculare FKM sunt diferite, iar performanța corespunzătoare a fragilizării la temperatură joasă este diferită.
După analiză, după adăugarea diferitelor materiale de umplutură, golurile și structurile dintre lanțurile moleculare FKM sunt diferite, iar proprietățile corespunzătoare de fragilizare la temperatură joasă sunt diferite, iar materialul de umplutură cu o cantitate mică de cauciuc are un conținut mai mare de gel și o rezistență mai bună la temperatură joasă.
2.4 Efectul procesului de amestecare asupra proprietăților de fragilizare la temperatură joasă ale compușilor FKM
Procesul de amestecare are, de asemenea, un efect asupra proprietăților de fragilizare la temperatură joasă ale compușilor FKM. Plastificarea înainte de amestecare poate obține o flexibilitate mai bună a moleculei de cauciuc
Rezistența la temperaturi scăzute a compusului poate fi îmbunătățită prin plastificare înainte de amestecare. Tratamentul cu trecere subțire după ce compusul este parcat poate îmbunătăți proprietățile de dispersie ale materialelor de umplutură și compatibilizatorilor și poate îmbunătăți rezistența la temperatură scăzută. În general, cu cât turnarea este mai lungă, cu atât vascozitatea Mooney a cauciucului este mai mică. Creșterea numărului de timpi de turnare va reduce Tg-ul cauciucului, dar fenomenul nu este semnificativ și nu există nicio diferență semnificativă între Tg și Tbri-ul cauciucului FKM cu un număr diferit de timpi de turnare.
3 Concluzie
(1) Tg al FKM este apropiată de cea a TR10, care poate reflecta mișcarea la temperatură scăzută a lanțului molecular FKM și temperatura stării sticlei, iar Tbri este mai mică decât cea a Tg și TR10.
este mai mică decât Tg și TR10.
(2) Proprietatea de fragilizare la temperatură joasă a FKM cu peroxid sulfurat cu fluor ridicat este mai bună, iar proprietatea de fragilizare la temperatură joasă a FKM sulfurat binar cu bisfenol este mai proastă.
(3) Cauciucul FKM umplut cu negru de fum N774 are o rezistență mai bună la temperaturi scăzute; cauciucul cu o cantitate mică de umplutură are un conținut mai mare de gel și o rezistență mai bună la temperaturi scăzute.
(4) Numărul de timpi de turnare are un efect redus asupra proprietății de fragilizare la temperatură joasă a compușilor FKM.
