FKM īpašības un pielietojumi

Fluorētā kauchuka (FKM) veidi tiek klasificēti, pamatojoties uz to monomēru sastāvu un fluoru saturu. FKM-A (perfluoro-vinila/hexafluorpropilēna kopolimērs) piedāvā plašu pretestību ķīmiskajām vielām un augstām temperatūrām (aptuveni –20°C līdz +200 °C); FKM-B (kas satur tetrafluoroetilēnu) rāda uzlabotu pretestību sārmiem; FKM-F (zemas temperatūras elastība) uzlabo darbības raksturlielumus zemās temperatūrās. FKM-GLT sērija, kas satur vairāk fluora, ievērojami uzlabo elastību, vienlaikus saglabājot ķīmisko pretestību.

FKM ekspluatācijas raksturlielumu dziļums ir atkarīgs no tā monomēru sastāva.

1. FKM-A (perfluoro-vinila/hexafluorpropilēna tips): Satur aptuveni 66 % fluora. Tas ir visdaudzveidīgākais tips, nodrošinot līdzsvaru starp karstumizturību, eļļas izturību un ķīmisko izturību.

2. FKM-B (perfluorvinil/tetrafluorvinil/heksafluorpropilēna tips): Satur aptuveni 68–69 % fluorūda. Tas izceļas ar augstāku karstumizturību un ķīmisko izturību (īpaši pret skābēm un peroksīdiem) salīdzinājumā ar A tipu.

3. FKM-F (perfluormetilvinilētera tips): Satur aptuveni 70 % fluorūda, kas ievērojami uzlabo tā zemtemperatūras veiktspēju (stikla pārejas temperatūra var samazināties līdz –25°°C), vienlaikus saglabājot augstas temperatūras veiktspēju.

4. FKM-GLT (peroksīda vulkanizācijas, zemtemperatūras elastības tips): Izmantojot peroksīda vulkanizācijas sistēmu, šis materiāls ne tikai uzlabo savu veiktspēju augstās temperatūrās attiecībā uz kompresijas pastāvīgo deformāciju, bet arī parāda uzlabotu izturību pret skābēm, tvaiku un zemām temperatūrām.

FKM kompresijas kopums augstās temperatūrās ir būtisks rādītājs tā blīvēšanas izturībai. Saskaņā ar ASTM D395 metodi B augstas kvalitātes FKM (piemēram, Viton® ETP) var uzturēt kompresijas kopumu zem 20 % pēc 200 °C × 70 stundām ilgstošas vecošanās, kamēr vispārīga FKM var parādīt kompresijas kopumu aptuveni 40–50 %. Attiecībā uz ķīmisko izturību testu dati rāda, ka tā tilpuma paplašinājums ASTM #3 eļļā (150 °C × 70 h) parasti ir <5 %. Lai izmantotu ar metanola/benzīna maisījumiem, nepieciešamas speciālas formulācijas (piemēram, FKM-GLT-S), lai novērstu pietūkumu un trauslumu.

FKM ir pazīstams ar savu izcilu karstumizturību un ķīmisko izturību blīvēšanas materiālos. Tā nepārtrauktā darba temperatūra var sasniegt 230 °C, un tā var izturēt īslaicīgas maksimālās temperatūras virs 250 °C. Tas izceļas ar lielisku pretestību pret vairumu minerāleļļām, sintētiskajām smērvielām (piemēram, esteriem), degvielām (ieskaitot etanolu saturošu benzīnu), daudzām skābēm un ogļūdeņražiem. Tomēr tā veiktspēja var pasliktināties karstā ūdenī, tvaikā, stipros bāziskos šķīdumos (piemēram, amonjakā) un noteiktos polārajos šķīdinātājos.

Lai nodrošinātu FKM blīvējumu uzticamību kritiskās lietojumprogrammās, tiem jāatbilst konkrētiem nozares standartiem.

· Aeronautika: AMS 7277 nosaka stingrus prasības attiecībā uz O-formas gredzena izmēru precizitāti, fizikālajām īpašībām un šķidrumu izturību.

· Automobiļu rūpniecība: SAE J2236 un ISO 1629 nosaka materiālu klasifikācijas un marķēšanas specifikācijas.

· Kontakts ar pārtiku un farmaceitiskajiem produktiem: Jāievēro FDA 21 CFR 177.2600 un ES 10/2011 regulas, izmantojot polimērus un piedevas, kas atbilst prasītajiem standartiem.

Kvalitātes kontroles procesā, papildus ikdienas izmēru pārbaudēm, diferenciālā skenējošā kalorimetrija (DSC) tiek izmantota, lai noteiktu stikla pārejas temperatūru un kristalinitāti, kamēr termogravimetriskā analīze (TGA) tiek izmantota, lai novērtētu siltumizturības zuduma sākumu. Šīs modernās metodes ir būtiskas materiālu partiju vienveidības nodrošināšanai.

FKM ir vēlamākais materiāls prasīgām lietojumprogrammām, kurām nepieciešama augsta uzticamība: automobiļu dzinēju blīvējumi un degvielas sistēmas, aviācijas un kosmonautikas degvielas un hidrauliskās cauruļvadu sistēmas, vārpstu blīvējumi ķīmisko procesu sūknīšanas iekārtām (korozīviem šķidrumiem) un turbīnu eļļošanas sistēmu blīvējumi enerģētikas nozarē. Izvēloties FKM, vispirms ir jāapstiprina materiāla klase atbilstoši SAE J2236 vai AMS 7277 standartiem, pēc tam jāpārbauda konkrētā šķidruma ’tilpuma izplešanās ātrums (parasti prasīts būt <10 %), izmantojot šķidrumu savietojamības tabulu.