Свойства и области применения FKM

Фторкаучук (FKM) подразделяется на различные типы в зависимости от состава мономеров и содержания фтора. FKM-A (сополимер перфторвинила и гексафторпропилена) обладает высокой стойкостью к химическим веществам и повышенным температурам (примерно –20°C до +200 °°C); FKM-B (содержащий тетрафторэтилен) демонстрирует улучшенную стойкость к щелочам; FKM-F (с повышенной гибкостью при низких температурах) обеспечивает лучшую работоспособность при низких температурах. Серия FKM-GLT с более высоким содержанием фтора значительно повышает эластичность при сохранении химической стойкости.

Глубина эксплуатационных характеристик FKM зависит от состава его мономеров.

1. FKM-A (тип перфторвинил/гексафторпропилен): содержит приблизительно 66 % фтора. Это наиболее универсальный тип, обеспечивающий сбалансированную термостойкость, маслостойкость и химическую стойкость.

2. FKM-B (перфторвинил/тетрафторвинил/гексафторпропиленовый тип): Содержит приблизительно 68–69 % фтора. Обладает превосходной термостойкостью и химической стойкостью (в частности, устойчивостью к кислотам и пероксидам) по сравнению с типом A.

3. FKM-F (перфторметилвинилэфирный тип): Содержит приблизительно 70 % фтора, что значительно улучшает его низкотемпературные характеристики (температура стеклования может снижаться до –25°°C), сохраняя при этом высокотемпературные эксплуатационные свойства.

4. FKM-GLT (тип с пероксидной вулканизацией и повышенной гибкостью при низких температурах): Благодаря использованию пероксидной системы вулканизации этот материал не только повышает свои показатели по остаточной деформации сжатия при высоких температурах, но и демонстрирует улучшенную стойкость к кислотам, пару и низким температурам.

Значение остаточной деформации сжатия FKM при высоких температурах является ключевым показателем долговечности его уплотнительных свойств. Согласно испытаниям по стандарту ASTM D395, метод B, высококачественный FKM (например, Viton® ETP) может сохранять остаточную деформацию сжатия ниже 20 % после старения в течение 200 °C × 70 часов, тогда как у типового FKM этот показатель может составлять около 40–50 %. Что касается стойкости к химическим веществам, данные испытаний показывают, что увеличение объёма в масле ASTM № 3 (150 °C × 70 ч) обычно составляет менее 5 %. Для применения в средах, содержащих смеси метанола и бензина, требуются специальные композиции (например, FKM-GLT-S), обеспечивающие устойчивость к набуханию и хрупкости.

FKM известен исключительной термостойкостью и химической стойкостью среди уплотнительных материалов. Его температура непрерывной эксплуатации может достигать 230 °°C, а кратковременные пиковые температуры — свыше 250 °C. Обладает отличной стойкостью к большинству минеральных масел, синтетическим смазочным материалам (например, эфирам), топливам (включая бензин, содержащий этанол), многим кислотам и углеводородам. Однако его эксплуатационные характеристики могут ухудшаться при контакте с горячей водой, паром, сильными щелочами (например, аммиаком) и некоторыми полярными растворителями.

Для обеспечения надёжности уплотнений из FKM в критически важных областях применения они должны соответствовать определённым отраслевым стандартам.

· Аэрокосмическая промышленность: стандарт AMS 7277 устанавливает строгие требования к допускам по размерам, физико-механическим свойствам и стойкости к жидкостям для уплотнительных колец типа O-образного сечения.

· Автомобильная промышленность: стандарты SAE J2236 и ISO 1629 определяют требования к классификации и маркировке материалов.

· Контакт с пищевыми продуктами и фармацевтическими препаратами: должно соблюдаться требование соответствия нормативным актам FDA 21 CFR 177.2600 и ЕС 10/2011, а также использоваться полимеры и добавки, отвечающие установленным стандартам.

В рамках контроля качества, помимо рутинных измерений геометрических параметров, для определения температуры стеклования и степени кристалличности применяется дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC), а термогравиметрический анализ (TGA) используется для оценки начала термического разложения. Эти передовые методы являются обязательными для обеспечения однородности партий материала.

FKM является предпочтительным материалом для требовательных применений, где необходима высокая надёжность: уплотнительные прокладки и топливные системы автомобильных двигателей, топливные и гидравлические трубопроводы в авиакосмической отрасли, уплотнения валов химических технологических насосов (для агрессивных сред) и уплотнения систем смазки турбин в энергетическом секторе. При выборе FKM необходимо в первую очередь подтвердить марку материала в соответствии со стандартами SAE J2236 или AMS 7277, а затем сверить показатель объёмного расширения конкретной среды (обычно требуется значение <10 %) по таблице совместимости с рабочими жидкостями. ’показатель объёмного расширения (обычно требуется значение <10 %) по таблице совместимости с рабочими жидкостями.