فلورویلاسٹومر کی کم درجہ حرارت کی خرابی کی خصوصیات کا مطالعہ

fluoroelastomer (FKM) کا سب سے بڑا نقصان کم درجہ حرارت کی مزاحمت ہے۔ بائنری FKM کا کم درجہ حرارت واپس لینے کا درجہ حرارت (TR10) عام طور پر -18 سے -16 ℃ ہے، اور شیشے کی منتقلی کا درجہ حرارت (Tg) -20 ℃ ہے؛ ٹرنری ایف کے ایم کی کم درجہ حرارت کی مزاحمت بائنری ایف کے ایم سے زیادہ غریب ہے۔ خاص کم درجہ حرارت کی قسم FKM میں کم درجہ حرارت کی مزاحمت اچھی ہے، لیکن قیمت بہت زیادہ ہے۔

ASTM D 2000-2012 میں FKM M2, M5, M6 گریڈ کی مصنوعات کے 'آٹو موٹیو ربڑ کی مصنوعات کے معیاری درجہ بندی کے نظام' میں کم درجہ حرارت کی پابندی F15 (-25 ℃) ٹیسٹ پاس کرنے کے لیے درکار ہے، M4 گریڈ کی مصنوعات کو کم درجہ حرارت کی پابندی F17 پاس کرنے کے لیے درکار ہے ℃40)--۔ حالیہ برسوں میں، زیادہ سے زیادہ FKM مصنوعات کو اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت (250-275 ℃) اور کم درجہ حرارت کی خرابی F15 یا F17 دونوں کی ضروریات کو پورا کرنے کی ضرورت ہے۔ بہترین طریقہ یہ ہے کہ کم درجہ حرارت کا FKM استعمال کیا جائے، جیسے کہ ٹوٹنے کا درجہ حرارت -45 ~ -40 ℃ Viton GLT قسم FKM، لیکن یہ FKM اعلی درجہ حرارت کی کارکردگی خراب ہے اور قیمت کو مارکیٹ میں قابل قبول بنانا مشکل ہے۔ بائنری FKM مرکبات کی کارکردگی کو بہتر بنا کر بیک وقت کم اور زیادہ درجہ حرارت کی مزاحمت کی ضروریات کو پورا کر سکتے ہیں، اور قیمت بھی مناسب ہے، تحقیق کا ایک گرم مقام بن گیا ہے۔

یہ مقالہ Tg، TR10 کی FKM کم درجہ حرارت کی کارکردگی کا تجزیہ کرتا ہے اور پوسٹ گریجویٹ طلباء، فلرز، مکسنگ پروسیس، وغیرہ کے درمیان تعلقات کے FKM کی خصوصیات کا تجزیہ کرتا ہے، بائنری اور ٹرنری FKM چپکنے والی کم درجہ حرارت کی ٹوٹ پھوٹ کی کارکردگی کو کم درجہ حرارت سے مزاحم FKM کی تیاری کے لیے فراہم کرتا ہے!

1. FKM کم درجہ حرارت کی خرابی کی خصوصیات کی خصوصیت

ربڑ میں الٹ جانے والی اخترتی ہوتی ہے، چھوٹی بیرونی قوت کی کارروائی کے تحت بڑی اخترتی پیدا کر سکتی ہے، اور بیرونی قوت کو ہٹانے کے بعد اسے اپنی اصل حالت میں بحال کیا جا سکتا ہے، اس لیے یہ بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ تاہم، جیسے جیسے درجہ حرارت کم ہوتا ہے، ربڑ کی لچک آہستہ آہستہ خراب ہوتی جاتی ہے، اور جب یہ Tg تک پہنچ جاتا ہے، ربڑ اپنی لچک کھو دیتا ہے اور ناکام ہو جاتا ہے۔ ربڑ کی مصنوعات کی مختلف قسموں کی وجہ سے، استعمال کے عمل میں اثر، تناؤ، قینچ، ٹارشن، اخراج، رگڑ وغیرہ کا سامنا کرنا پڑ سکتا ہے، اس کی کم درجہ حرارت کی خرابی کی کارکردگی اس کی کام کرنے کی حالت پر مبنی ہونی چاہیے تاکہ مناسب ٹیسٹ کا طریقہ منتخب کیا جا سکے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے کم درجہ حرارت کی خرابی کی کارکردگی کے ٹیسٹ کے طریقوں میں شامل ہیں Tg ٹیسٹ، اثر ٹوٹنے والا درجہ حرارت ٹیسٹ، کم درجہ حرارت کو ہٹانے کا ٹیسٹ، کم درجہ حرارت کے ٹورسنل رگڈیٹی ٹیسٹ (گیمن ٹیسٹ)، کھینچنے کے خلاف مزاحمت اور کولڈ کوفیشینٹ ٹیسٹ، کم درجہ حرارت کی سختی ٹیسٹ، کم درجہ حرارت کمپریشن اور مستقل تناؤ کی خرابی کا ٹیسٹ وغیرہ۔

FKM کی کم درجہ حرارت کی مزاحمت کو Tg، Tbri، TR10 اور کم درجہ حرارت (TGem) پر ٹورشن ٹمپریچر وغیرہ سے نمایاں کیا جا سکتا ہے۔ ان پیرامیٹرز کے مختلف معنی ہیں لیکن ان کا ایک دوسرے کے ساتھ خاص تعلق ہے۔

(1) ٹی جی وہ درجہ حرارت ہے جس پر ربڑ انتہائی لچکدار حالت سے شیشے والی حالت میں اور شیشے والی حالت سے انتہائی لچکدار حالت میں تبدیل ہوتا ہے، جو عام طور پر ربڑ کی سالماتی زنجیروں کی خوردبینی حرکت کو نمایاں کرتا ہے۔

(2) Tbri وہ درجہ حرارت ہے جس پر اثر قوت کی خرابی کی مخصوص شرائط کے تحت ربڑ کو کوئی نقصان نہیں ہوتا ہے، جو عام طور پر کم درجہ حرارت پر استعمال کے لیے ربڑ کی طاقت اور نقصان کو برداشت کرنے کی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے۔

(3) TR10 کا استعمال کم درجہ حرارت پر ربڑ کے viscoelasticity اور crystallization کے اثر کو جانچنے کے لیے کیا جاتا ہے، اور عام طور پر سب سے کم درجہ حرارت کی عکاسی کرتا ہے جس پر ربڑ کا مواد اپنی لچکدار بحالی کو برقرار رکھ سکتا ہے۔

(4) TGem نمونے کو ایک بڑے زاویے پر موڑنے کے لیے ایک حوالہ دار مواد کے طور پر ایک معروف ٹارسنل اسٹیل کے تار کا استعمال کرتا ہے، جب کہ جیسے جیسے درجہ حرارت کم ہوتا ہے، ربڑ کا ماڈیولس بڑھ جاتا ہے، سختی بڑھ جاتی ہے، اور ٹارشن کا زاویہ اس مقام تک کم ہو جاتا ہے جہاں یہ Tg پر بمشکل مڑتا ہے۔ درجہ حرارت کی تبدیلی کے مطابق ربڑ کا ٹارشن زاویہ اس کے کم درجہ حرارت کی کارکردگی کا اندازہ لگا سکتا ہے، عام طور پر سب سے کم درجہ حرارت کی عکاسی کرتا ہے جس پر ربڑ اپنی لچک کو برقرار رکھتا ہے۔

2 FKM Tg, TR10 اور Tbri کے درمیان تعلق

عام طور پر استعمال ہونے والے FKM کم درجہ حرارت کی خرابی کی کارکردگی کے پیرامیٹرز Tg، TR10 اور Tbri ہیں، سپلائر عام طور پر پیرامیٹر Tg اور TR10 کو اپناتا ہے، ASTM پیرامیٹر Tbri کو اپناتا ہے، ان تینوں کے درمیان کچھ خاص فرق اور تعلقات ہیں۔

2. 1 Tg اور TR10 کے درمیان تعلق

FKM کے ہر گریڈ کا TR10 Tg کے قریب ہے (فرق 3 ℃ سے زیادہ نہیں ہے)، اس بات کا اشارہ ہے کہ Tg اور TR10 دونوں ربڑ کی مالیکیولر چین کے کم درجہ حرارت کی حرکت اور شیشے کی حالت کے درجہ حرارت کی عکاسی کر سکتے ہیں۔

2.2 FKM فلورین کے مواد اور کم درجہ حرارت کی خرابی کی خصوصیات کے درمیان تعلق

عام بائنری اور ٹرنری FKM میں، TR10 فلورین کے مواد میں اضافے کے ساتھ بڑھتا ہے۔ جب چوتھا مونومر، PMVE، متعارف کرایا جاتا ہے، تو اس کے مواد کا TR10 پر بڑا اثر ہوتا ہے۔

اس کے مواد کا TR10 پر بڑا اثر ہے۔ اگرچہ فلورین کے مواد میں اضافہ FKM استعمال کے درجہ حرارت کی اوپری حد کو بہتر بنا سکتا ہے، لیکن ایک ہی وقت میں، CF بانڈ کی وجہ سے CH بانڈ کی جگہ لے لیتا ہے، مالیکیولر چین کی نرمی اور ربڑ کی کم درجہ حرارت کی کارکردگی کو کم کرتا ہے۔

2.3 FKM مرکبات کی کم درجہ حرارت کی خرابی کی خصوصیات پر فلرز کا اثر

کاربن بلیک N774 چپکنے والی سب سے کم ٹیبری اور بہترین کم درجہ حرارت کی مزاحمت ہے۔ زنک آکسائڈ چپکنے والی سب سے زیادہ Tbri اور بدترین کم درجہ حرارت کی مزاحمت ہے؛ چپکنے والی پانچ اقسام کی کم درجہ حرارت کی خرابی کی کارکردگی زیادہ مختلف نہیں ہے۔ تجزیہ کرنے کے بعد، مختلف فلرز کو شامل کرنے کے بعد، FKM سالماتی زنجیروں کے درمیان خلا اور ساخت مختلف ہے، اور اسی طرح کم درجہ حرارت کی خرابی کی کارکردگی مختلف ہے۔

تجزیہ کرنے کے بعد، مختلف فلرز کو شامل کرنے کے بعد، FKM مالیکیولر چینز کے درمیان خلاء اور ڈھانچے مختلف ہیں، اور اسی طرح کے کم درجہ حرارت کی خرابی کی خصوصیات مختلف ہیں، اور تھوڑی مقدار میں ربڑ والے فلر میں جیل کا مواد زیادہ ہوتا ہے اور کم درجہ حرارت کی بہتر مزاحمت ہوتی ہے۔

2.4 FKM مرکبات کی کم درجہ حرارت کی خرابی کی خصوصیات پر اختلاط کے عمل کا اثر

اختلاط کے عمل کا اثر FKM مرکبات کی کم درجہ حرارت کی خرابی کی خصوصیات پر بھی پڑتا ہے۔ اختلاط سے پہلے پلاسٹک بنانا ربڑ کے مالیکیول کی لچک کو بہتر طور پر حاصل کر سکتا ہے۔

مرکب کی کم درجہ حرارت کی مزاحمت کو اختلاط سے پہلے پلاسٹائز کر کے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ کمپاؤنڈ کے پارک ہونے کے بعد پتلا پاس ٹریٹمنٹ فلرز اور کمپیٹیبلائزرز کی بازی خصوصیات کو بہتر بنا سکتا ہے اور کم درجہ حرارت کی مزاحمت کو بہتر بنا سکتا ہے۔ عام طور پر، مولڈنگ جتنی لمبی ہوگی، ربڑ کی Mooney viscosity اتنی ہی کم ہوگی۔ مولڈنگ کے اوقات کی تعداد میں اضافے سے ربڑ کی Tg کم ہو جائے گی، لیکن یہ رجحان اہم نہیں ہے، اور FKM ربڑ کے Tg اور Tbri کے درمیان مولڈنگ کے مختلف اوقات کے ساتھ کوئی خاص فرق نہیں ہے۔

3 نتیجہ

(1) FKM کا Tg TR10 کے قریب ہے، جو FKM مالیکیولر چین اور شیشے کی حالت کے درجہ حرارت کی کم درجہ حرارت کی حرکت کو ظاہر کر سکتا ہے، اور Tbri Tg اور TR10 سے کم ہے۔

Tg اور TR10 سے کم ہے۔

(2) پیرو آکسائیڈ سلفرائزڈ ہائی فلورین ایف کے ایم کی کم درجہ حرارت کی خرابی کی خاصیت بہتر ہے، اور بیسفینول بائنری سلفرائزڈ ایف کے ایم کی کم درجہ حرارت کی خرابی کی خاصیت بدتر ہے۔

(3) کاربن بلیک N774 سے بھرا ہوا FKM ربڑ بہتر کم درجہ حرارت کی مزاحمت رکھتا ہے۔ تھوڑی مقدار میں فلر والے ربڑ میں جیل کا مواد زیادہ ہوتا ہے اور کم درجہ حرارت کی بہتر مزاحمت ہوتی ہے۔

(4) مولڈنگ کے اوقات کی تعداد کا FKM مرکبات کی کم درجہ حرارت کی خرابی کی خاصیت پر بہت کم اثر پڑتا ہے۔