Фторкаучуки

Фторкаучуки | Химия онлайн

Фторкаучуки

Фторкаучуки (фторэластомеры, СКФ – синтетические каучуки фторированные) — сополимеры на основе фторолефинов. Фторорганические каучуки имеют химическую формулу:

где R, например, атом хлора, трифторметильная группа.

Исследование фторированных полиэфиров началось в 1956 г., когда появилась работа Хауптшейна, но широкое развитие это направление получило только с открытия доступным методом получения и полимеризации окисей перфторолефинов.

Наиболее широкое промышленное применение нашли две марки фторкаучуков: СКФ-26 и СКФ-32, выпускается фторкаучук СКФ-26НМ для изготовления термомаслобензостойких герметиков.

Возможность нанесения тонких регулируемых фторполимерных слоев позволяет решить основную сдерживающую проблему применения фторполимеров — высокую стоимость, но при этом важно, чтобы сама технология нанесения не была дорогостоящей.

Физические свойства фторкаучуков

Фторкаучуки нашли наиболее широкое применение в огромном количестве изделий, для которых требуются высокие эксплуатационные характеристики. По химической стойкости и теплостойкости фторкаучуки превосходят все известные эластомеры.

Атом фтора, заменяющий атом водорода в алифатической углеродной цепи, обуславливает очень высокую термическую и химическую стабильность полимера.

Фторкаучуки предназначены для работы в жёстких условиях, которые не выдерживают углеводородные и натуральные каучуки.

Фторэластомеры обеспечивают надежность в течение длительного времени даже в агрессивных средах.

По теплостойкости и химической стойкости близки к тефлону.

Фторкаучуки характеризуются хорошим сопротивлением к истиранию, газонепроницаемостью, невоспламеняемостью, умеренной радиационной стойкостью, удовлетворительными диэлектрическими свойствами. Не растворяются в спиртах, не набухают в воде.

Фторкаучуки устойчивы к минеральным кислотам, алифатическим и ароматическим углеводородам, бензину, маслам и смазкам.

Способность фторкаучуков растворяться в некоторых кетонах и сложных эфирах позволяет использовать их для производства герметиков и клеев.

Повышение морозостойкости фторкаучуков при сохранении их ценных свойств достигается путем применения перфторалкилвиниловых эфиров для сополимеризации со фторалкенами.

Области применения фторкаучуков

Фторкаучук применяются в различных отраслях промышленности — автомобильная, авиационная, ракетно-космическая, нефтяная, химическая промышленность, кабельная промышленность и электроника.

Фторкаучуки нашли применение и в производстве рукавов, шлангов и трубок для горячих агрессивных жидкостей и газов, изоляций проводов и кабелей, эксплуатируемых в условиях высоких температур.

Важной областью применения фторкаучуков является антикоррозионная защита аппаратуры и деталей от действия агрессивных сред, в том числе от 90%-ной перекиси водорода, азотной кислоты и др.

Ткани, прорезиненные смесями из фторкаучука, применяются для изготовления прокладок, диафрагм, защитной одежды и защитных занавесей. Наряду с тепло- и химической стойкостью ткани характеризуются хорошими механическими свойствами и высокой износостойкостью.

Листовые материалы из фторкаучука могут эксплуатироваться в интервале температур от -43 до +2000С.

Широкое применение находят герметики из фторкаучуков для герметизации кабин самолетов, уплотнений швов и стыков, а также для наружного покрытия головок болтов, заклепок и т. д. Эти герметики могут быть успешно использованы в электротехнической промышленности при изготовлении электродвигателей.

Из фторкаучуков изготавливают губчатый материал, характеризующийся высокой стойкостью к агрессивным жидкостям, электрической прочностью и широким температурным диапазоном работы.

Фторэластомеры получают посредством радикальной сополимеризации основных фтормономеров: тетрафторэтилена (ТФЭ), винилиденфторида (ВДФ), гексафторпропена (ГФП) и перфторметилвинилового эфира (ПФМВЭ).

Для придания перфторэластомерам способности вулканизоваться, в состав полимерных звеньев необходимо вводить мономеры, содержащие функциональные реакционноспособные группы. В качестве таких соединений используют фторолефины, содержащие такие группы как нитрильная (-C≡N), кислотная (-СООН), сложноэфирная (-СООCH3), сульфофторидная (-SO2F), фторсульфатная (-OSO2F), галогенные (-Br, -I).

Каучуки специального назначения

Особенности полимерного материала фторкаучука

Фторкаучуки

Среди всего разнообразия синтетических материалов отдельное место занимает особая группа – эластомеры.

Эти полимеры отличаются от других разновидностей уникальными физическими свойствами, главное из которых – возможность в несколько раз увеличивать свои размеры под действием кратковременной или длительной нагрузки.

После снятия напряжения, материал возвращает изначальную форму практически без искажений. Именно благодаря своей эластичности эти полимеры стали основной альтернативой натуральных каучуков и латекса в производстве синтетических резин.

Одним из наиболее распространенных эластомеров стал фторкаучук, который обладает своими уникальными характеристиками и физическими свойствами, что позволило материалу получить широкое распространение в химической промышленности и потребительской сфере.

Метод получения и основные свойства

Фторированные синтетические каучуки получают благодаря способу радикальной полимеризации простых мономеров в эмульсии с добавлением фтора. Основным сырьем для химической реакции служит винилдефторит, который соединяют с перфторметилвинилом, трихлорэтиленом или гексахлорпропиленом. В зависимости от компонентов, итоговое вещество может обладать различными свойствами.

Вне зависимости от состава, фторкаучуки обладают следующими особенностями:

  • высокая механическая прочность. Один из наиболее важных показателей среди всех эластомеров, благодаря которому значительно уменьшается физический износ изделий даже под действием абразивов;
  • широкий диапазон рабочих температур. Материал невосприимчив к резким перепадам и стабильно сохраняет свои свойства при граничных положительных и отрицательных значениях температуры;
  • устойчивость к воздействию агрессивных химических веществ. Дополнительно материал не подвержен разрушению при контакте со смазками, маслами и бензином, что является редкой характеристикой для большинства эластомеров;
  • полимер не поддерживает горение.

Кроме того, синтетический фторированный каучук имеет довольно высокую стойкость к радиоактивным излучениям и неплохие диэлектрические свойства.

Благодаря своим химическим и физическим характеристикам этот каучук является единственным среди широкой группы эластомеров, который используется в особо неблагоприятных условиях, там, где аналоги (натуральный или углеводородный каучук) нельзя применить из-за быстрого разрушения.

Области применения и основные разновидности

Во всем мире фторкаучуки известны под двумя маркировками – FPM (обобщающая аббревиатура для всех материалов данной группы) и Viton (резиновый полуфабрикат на основе фторкаучука, запатентованный компанией DuPont). Для американского рынка существует свое название – FKM, а на рынке постсоветского пространства эти эластомеры обозначаются как СКФ (синтетический каучук фторированный).

Сегодня на рынке России существует два основных материала, состав которых не изменился со времен их разработки и производства в СССР – СКФ-26 и СКФ-32. По сути, это начальное сырье (базовая основа) для производства синтетических резин с определенными характеристиками.

Фторкаучук, свойства которого незначительно меняются в зависимости от молекулярного состава, используется в таких отраслях промышленности:

  • автомобилестроение;
  • нефтеперерабатывающие комплексы;
  • транспорт и химическая промышленность;
  • фармация и пищевая промышленность.

Кроме того, синтетические резины, полученные на основе этого полимера, широко применяют в условиях пониженных температур и тяжелого климата. Наиболее наглядный пример – геологическая разведка и освоение новых месторождений в Полярных широтах.

Из резины различной толщины и плотности изготавливают прокладки, уплотнители, сальники и соединительные элементы, которые обладают высокой износостойкости и обеспечивают бесперебойную работу механизмов и узлов в экстремальных условиях.

Вместо итогов

Благодаря изобретению и успешному синтезу фторкаучуков значительно улучшились физико-химические показатели искусственных резин на их основе. Это позволило наладить выпуск различных уплотнительных изделий, которые широко используют в механизмах, работающих в тяжелых климатических условиях.

Материал не нуждается в дополнительном армировании и обладает высокими эксплуатационными характеристиками. На данный момент не существует аналогов среди других органических и синтетических эластомеров по износостойкости и механической прочности.

Ознакомится с материалом, описывающим основу для всех эластичных полимеров, можно в статье “Основные свойства и характеристики форполимеров“.

МАТЕРИАЛЫ

Фторкаучуки

Это эластомер на основе фтористой резины (VITON – зарегистрированная торговая марка Du Pont), который может использоваться для производства воротниковых – U-образных манжет , уплотнений шевронного типа , грязесъемников. колец и других уплотнений. (Посмотреть определение Фторкаучука (СКФ) в Википедии)

Характеристики фторкаучука (Viton, FPM, FKM)

Включают устойчивость к высоким температурам, озону, многим химическим ингредиентам и любым погодным условиям.

 Фторкаучук совместим с минеральными маслами, жирами, содержащими серу, HFD рабочими жидкостями (почти все фосфаты сложных эфиров, хлорированные углеводороды), сырая нефть и высокосернистый газ.

Фторкаучук (Витон, FPM, FKM) не устойчив к безводному аммиаку, аминам, кетонам, сложным эфирам, горячей воде и низкомолекулярным органическим кислотам.

Фторкаучук (Viton, FPM, FKM) окрашен в коричневый цвет.
Фтористая резина  (Viton, FPM, FKM) обладает высокой стойкостью к температурам и химикатам.Диапазон температур Фторкаучука (Viton, FPM, FKM): от -20°С до +200°С (кратковременно до +230°С).

Благодаря насыщенной структуре и химическому составу данный материал обладает превосходной устойчивостью к озону, погодному воздействию и старению. Набухание в различных средах является очень незначительным, также и в ароматических углеводородах.

Данный материал может также применяться в условиях высокого вакуума.

Цены на уплотнения из фторкаучука изготавливаемы УЗПМ вы можете заполнив бланк заявки или позвонив к нам в офис по тел. +7 (343) 220-90-27

Фторкаучук (Viton, FPM, FKM) окрашен в коричневый цвет.

Фтористая резина  (Viton, FPM, FKM) обладает высокой стойкостью к температурам и химикатам.

Диапазон температур Фторкаучука (Viton, FPM, FKM): от -20°С до +200°С (кратковременно до +230°С).

Благодаря насыщенной структуре и химическому составу данный материал обладает превосходной устойчивостью к озону, погодному воздействию и старению. Набухание в различных средах является очень незначительным, также и в ароматических углеводородах.

 Данный материал может также применяться в условиях высокого вакуума.

Фторкаучук совместим с минеральными маслами, жирами, содержащими серу, HFD рабочими жидкостями (почти все фосфаты сложных эфиров, хлорированные углеводороды), сырая нефть и высокосернистый газ.

Фторкаучук (Витон, FPM, FKM) не устойчив к безводному аммиаку, аминам, кетонам, сложным эфирам, горячей воде и низкомолекулярным органическим кислотам.

Области применения

Резиновые смеси на основе фторсодержащих каучуков значительно превосходят углеводородные (натуральный, нитрильный, акрилатный и др.) и предназначены для работы в таких жестких условиях, которые углеводородный и натуральный каучук не выдерживает.

Фторкаучуки используются для производства широкого ассортимента резинотехнических изделий для авиакосмической, автомобильной, химической промышленности, машиностроения и т. д.

Детали из фторкаучука обычно используются в неподвижных и ограниченно подвижных соединениях аппаратов, и различной производственной и транспортной техники, где требуется повышенная термостойкость и химическая стойкость.

Примеры использования фторкаучука в уплотнениях: Уплотнения валов (сальники), кольца круглого сечения, грязесъемники,  шевронные пакеты.

Цены на уплотнения из фторкаучука изготавливаемы УЗПМ вы можете заполнив бланк заявки или позвонив к нам в офис по тел. +7 (343) 220-90-27

Наименование показателя

значение

ед. изм.

метод

Плотность

2,51

гр/см3

DIN 53479

Твердость при 20°С

83 ±5

Шор А

DIN 53505

Прочность на разрыв, не менее

13

Н/мм2

DIN 53504

Удлинение при разрыве, не менее

200

%

DIN 53504

Напряжение при растяжении 100%

10,2

Н/мм2

DIN 53504

Остаточная деформация при сжатии 22часа/175°С

7

%

DIN 53517А

Минимальная рабочая температура

-20

°С

Максимальная рабочая температура

210

°С

Приведенные выше данные получены путем проведения различных тестов на стандартном тестовом образце в соответствии со стандартами ISO, DIN, ASTM, ГОСТ и ТУ в зависимости от применяемого метода испытаний для конкретного материала.

Приведенные выше данные могут не совпадать в точности с характеристиками конкретного уплотнения, другого изделия или покрытия и могут быть использованы только справочно как базовые показатели для определения теоретической применимости данного материала.

Основываясь на многолетнем опыте ООО «УЗПМ» рекомендует для новых применений выбирать несколько теоретически подходящих материалов или композиций и принимать решение о серийном использовании только после проведения испытания тестовых изделий в реальных условиях.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть