1. По типу мономерной системы: диполимерный FKM, треполимерный FKM, специальный FKM

1) Стандартный диполимерный FKM: VDF/HFP, ~66 % фтора

Данный тип, как правило, соответствует тому, что на рынке называют «FKM типа А», «стандартным FKM» или «диполимерным FKM». Типичный состав мономеров — VDF/VF2 + HFP. Компания Chemours описывает Viton™ типа А как диполимерный фторкаучук, состоящий из VF2 и HFP, который обычно используется в О-кольца , уплотнениях валов, топливных шлангах и покрытиях.

Области применения: общих минеральных маслах, моторных маслах, обычных видах топлива, большинстве углеводородных сред, а также при старении при высоких температурах. Его преимущество — сбалансированные общие эксплуатационные характеристики и контролируемая, отработанная стоимость.

Потенциальные риски: Диполимерный FKM не устойчив ко всем видам топлива, растворителей или химических веществ — он особенно чувствителен к метанолу, этанолу, МТБЭ и другим оксигенсодержащим топливам, а также к сильным щелочам, аминам и эфирам с низкой молекулярной массой. Стандартный FKM может значительно набухать и терять эксплуатационные характеристики в этих условиях. В данных Chemours по химической стойкости Viton™ A демонстрирует примерно 90 % изменения объема после 168 часов выдержки в метаноле при 23 °C, тогда как типы F, GFLT-S и ETP-S показывают около 5 %.

2) Стандартный терполимерный FKM: ВДФ/ГФП/ТФЭ, содержание фтора ~68–70 %

Терполимерный FKM обычно повышает содержание фтора за счет добавления ТФЭ. В материалах Tecnoflon® FKM компании Syensqo диполимерный FKM (~66 % фтора) отличается от терполимерного FKM (~68–70 % фтора), причем терполимерная система обладает повышенной химической стойкостью благодаря более высокому содержанию фтора.

В рамках линейки Viton™ типы B и F, как правило, относятся к терполимерным фторкаучукам (FKM). Согласно данным компании Chemours, содержание фтора в типе B составляет около 68,5 %, а в типе F — до 69,5 %; тип F предназначен для применений, требующих повышенной стойкости к жидкостям, барьерных свойств против проникновения топлива, а также для уплотнений, прокладок и уплотнительных колец (O-образных колец).

Области применения: топливные системы автомобилей, топлива, содержащие ароматические углеводороды, топлива, содержащие спирты, внутренние слои топливных шлангов, уплотнения систем впрыска топлива, уплотнения топливных систем в авиакосмической отрасли, химически стойкие среды на основе углеводородов и ароматических соединений.

Потенциальные риски: Повышение содержания фтора обычно сопровождается снижением гибкости при низких температурах. В технических материалах Chemours указано, что по мере роста содержания фтора стойкость к жидкостям повышается, однако гибкость при низких температурах ухудшается.

2. По содержанию фтора: «Чем выше — тем лучше» не всегда верно; требуется баланс между «стойкостью к жидкостям» и «работой при низких температурах»

Это можно сформулировать как центральный тезис статьи: фторкаучук (FKM) с высоким содержанием фтора обладает повышенной стойкостью к топливам и растворителям, однако его герметизирующие свойства при низких температурах могут ухудшаться; фторкаучук (FKM) с низким содержанием фтора более мягкий, но не обязательно стойкий к топливам.

Приведённая ниже таблица данных компании Chemours хорошо подходит для наглядной демонстрации в виде диаграммы или короткого видео. Примечание: это номинальные значения испытаний для конкретной стандартной композиции и не должны напрямую использоваться в качестве представительных характеристик резиновых материалов всех поставщиков. Компания Chemours также отмечает, что эти данные получены на основе испытаний стандартного вулканизата с твёрдостью по Шору А 75 и наполнителем — сажей марки N990.

Источник данных: данные Chemours о набухании материалов при контакте с жидкостями, в которых сравниваются типы A, B, F, GLT-S, GFLT-S и ETP-S с TR-10.

3. По низкотемпературным характеристикам: стандартный FKM, низкотемпературный FKM, ультранизкотемпературный FKM

1) Стандартный FKM

Стандартные FKM типов A/B/F хорошо работают при высоких температурах и в маслах/топливе, однако их низкотемпературные характеристики не являются сильной стороной. Согласно данным Chemours, показатель TR-10 для типа А составляет -17 °C, для типа B — -13 °C, а для типа F — -6 °C; это означает, что, несмотря на лучшую стойкость к топливу у высокофтористого типа F, его способность обеспечивать герметичность при низких температурах сравнительно ниже.

Как объяснить клиентам:

«Если речь идёт лишь о комнатной температуре или условиях высокой температуры под капотом двигателя, стандартный FKM может быть применим; однако в случае автомобилей, эксплуатируемых в холодных регионах, авиационных топливных систем или условий запуска при низких температурах, одного стандартного FKM будет недостаточно».

2) Низкотемпературный FKM: типы GLT и GFLT

Основное преимущество низкотемпературного фторкаучука (FKM) заключается не в чистой стойкости к маслам, а в способности сохранять восстанавливаемость уплотнения при низких температурах. В пероксидно-вулканизированных материалах FKM компании Chemours марки GLT-200S/GLT-600S характеризуются как «наилучшая низкотемпературная гибкость FKM», тогда как марки GFLT-200S/GFLT-600S — как «наилучшее сочетание низкотемпературной гибкости и стойкости к жидкостям»; они применяются в случаях, требующих адгезии к топливным системам, стойкости к оксигенсодержащим топливам и низкотемпературной гибкости.

Различие между GLT и GFLT можно объяснить следующим образом:

GLT: Больше ориентирован на низкотемпературную гибкость и подходит для применений, где приоритетом является работа при низких температурах в уплотнениях для топливных, химических и нефтеперерабатывающих систем.

GFLT: Обеспечивает баланс между низкотемпературной гибкостью и стойкостью к топливу/оксигенсодержащим топливам; подходит для автомобильных и авиационных топливных систем, уплотнительных колец (O-образных колец) в системах впрыска топлива и т. д.

Не следует считать GLT просто «более продвинутым FKM»: Изменение объема GLT в метаноле может оставаться довольно значительным, тогда как GFLT обеспечивает более сбалансированные характеристики по низкотемпературной стойкости и стойкости к топливу.

3) Сверхнизкотемпературный фторкаучук (FKM): VPL, XLT, ULT и аналогичные марки

Для более требовательных уплотнений при низких температурах на рынке также представлен сверхнизкотемпературный фторкаучук (FKM). Описание серии Tecnoflon® VPL компании Syensqo: сверхнизкотемпературный фторкаучук обеспечивает превосходные низкотемпературные уплотнительные свойства при сохранении стойкости к агрессивным жидкостям и химическим веществам; показатель TR10 находится в диапазоне от −30 °C до −45 °C; применяется в таких областях, как высокопроизводительные уплотнительные кольца (O-образные кольца) для систем впрыска топлива, уплотнения для нефтегазовых скважин и компоненты уплотнений для авиационной и космической техники.

Области применения: авиационное топливо, топливные системы автомобилей для холодных регионов, системы впрыска топлива, уплотнения для нефтегазовых скважин, клапаны для низкотемпературных условий.

4. По стойкости к топливному маслу: стандартный топливостойкий, высокофтористый топливостойкий и низкопроницаемый топливный фторкаучук (FKM)

Многие клиенты говорят: «Моя область применения — бензин, дизельное топливо или авиационный керосин; поэтому фторкаучук (FKM) должен подойти, верно?» Этот тезис требует более детального анализа.

1) Стандартные топлива и минеральные масла: стандартный FKM, как правило, достаточен

Стандартный фторкаучук типа А или сополимерный FKM хорошо зарекомендовал себя при контакте со многими углеводородными маслами и смазочными маслами — это также одна из причин широкого применения FKM в уплотнениях для автомобильной, авиационной и машиностроительной отраслей. В материалах компании Chemours типичные области применения фторкаучука типа А включают топливные шланги и трубки, уплотнительные кольца (O-образные кольца), уплотнения клапанных штоков и уплотнения валов.

2) Кислородсодержащие топлива и спиртовые топлива: предпочтение следует отдавать маркам типа F, GF и GFLT

При контакте с метанолом, этанолом, МТБЭ и другими кислородсодержащими топливами риск деградации стандартного фторкаучука типа А значительно возрастает. В таблице стойкости материалов Chemours к жидкостям кислородсодержащий бензин относится к категории, для которой фторкаучук типа А и GLT-S указан как «не рекомендуемый», тогда как марки типа F, GF-S, GFLT-S и ETP-S оценены как лучшие по стойкости.

Формулировки для отделов продаж/технической поддержки:

«Когда клиент работает с бензином, этанолсодержащим бензином, метанолсодержащим бензином, биодизелем или компонентами выхлопных газов, связанными с топливными парами, не задавайте вопрос только о том, является ли материал FKM — уточните, является ли это высокофтористым топливостойким FKM и имеются ли данные по старению топлива, изменению объема и скорости проникновения.»

3) Низкая проницаемость для топлива: F-тип, высокофтористый терполимер FKM более подходит

Chemours позиционирует Viton™ F-типа как подходящий для уплотнительных применений, требующих барьерных свойств против проникновения топлива, а также для использования в уплотнениях, прокладках и уплотнительных кольцах (O-образных кольцах), подвергающихся воздействию автомобильного топлива.

Области применения: топливопроводы автомобилей, топливные насосы, топливные уплотнительные кольца (O-образные кольца), системы испарения топливных паров, клапаны топливных баков, уплотнения для авиационного топлива.

5. По стойкости к кислотам/сильным щелочам: стандартный FKM ≠ кислотостойкий FKM

Это тот момент, в котором заказчики химических клапанов чаще всего допускают ошибки. Стандартный FKM, как правило, не подходит для использования в средах с сильными щелочами, высоким значением pH или аминами. В таблице химической стойкости компании Chemours марки A, B, F, GF-S, GLT-S и GFLT-S получили оценку «не рекомендуется» для «растворов с высоким значением pH, сильных щелочей, органических оснований», тогда как ETP-S имеет наивысший рейтинг.

FKM, устойчивый к кислотам / FKM типа ETP

Описание Viton™ Extreme ETP-600S от Chemours: он состоит из этилена, ТФЭ и ПМВЭ и обладает стойкостью к агрессивным жидкостям; в отличие от традиционных фторкаучуков, он обеспечивает повышенную стойкость к низкомолекулярным эфирам, кетонам и спиртам, а также устойчив к жидкостям с высоким значением pH, щелочным веществам, сильнощелочным растворам и аминам.

Области применения: аминные добавки, щелочные очистные растворы, клапаны для сильных щелочей, химические трубопроводы, аминные технологические жидкости для нефтяных и газовых скважин, смазочные материалы, содержащие амины, некоторые системы очисточных жидкостей.

Формулировки для отделов продаж/технической поддержки:

«Устойчивость к кислотам не достигается простым повышением содержания фтора в стандартном FKM. Для сильных щелочей, аминов, кетонов и эфиров необходимо рассмотреть более специализированные системы, такие как ETP, FEPM или FFKM, а совместимость с конкретной средой должна быть подтверждена путем испытаний на погружение».

6. По системе вулканизации: вулканизация бисфенолом, пероксидная вулканизация, вулканизация аминами

Система вулканизации — это не второстепенная деталь: она влияет на остаточную деформацию сжатия, стойкость к воде/пару, стойкость к кислотам и щелочам, низкотемпературные характеристики и адгезию к металлу.

1) FKM с вулканизацией бисфенолом: основной, отработанный вариант, хорошая остаточная деформация сжатия

FKM типов A, B и F обычно вулканизируются системами бисфенола AF. В технических материалах компании Chemours указано, что материалы Viton™ типов A, B и F, как правило, используют бисфенол AF в сочетании с подходящей ускоряющей системой для вулканизации; большинство современных фторкаучуков вулканизируются с применением бисфенола AF.

Преимущества: Отработанные технологические процессы, высокая скорость вулканизации, превосходные показатели остаточной деформации сжатия — подходят для большинства уплотнительных колец, уплотнений и уплотнений клапанных штоков.

Недостатки: Слабее при воздействии пара, горячей воды, кислотных водных растворов, сильных щелочей, аминов или некоторых специальных сред не обязательно лучший выбор.

2) Пероксидная обработка FKM: лучше подходит для использования в тяжелых химических веществах, при низких температурах и специальных системах

Материалы Syensqo ясно указывают, что при таком же содержании фтора FKM, отвержденный пероксидом, обладает лучшей химической стойкостью, чем FKM, отвержденный ионическим/бисфенольным отвержением, из-за различного механизма отверждения, что делает его подходящим

Химоурс также отмечает, что системы отверждения пероксидом позволяют отвергать полимеры с низкой вязкостью GLT-S, GFLT-S и аналогичные материалы, которые в противном случае было бы трудно отвердить бисфенолом; в то время как в GF-S, GBL и аналоги

Области применения: fKM для низких температур, GFLT, ETP, устойчивые к воде/пару и кислотам, применение в условиях агрессивных смазочных материалов, системы охлаждения автомобилей, авиационные топливные системы, уплотнения для нефтегазовой и химической промышленности.

3) FKM, отвержденный аминами: историческая система, в настоящее время редко используется в качестве основного варианта

В технических материалах компании Chemours указано, что диаминовые отвердители впервые были применены для перекрестного сшивания Viton™ A еще в 1957 году; процесс отверждения медленный, а остаточная деформация при сжатии не оптимальна, однако такая система обладает особыми преимуществами при адгезии к металлическим вставкам и устойчивости к экструзии при высоких температурах.

На практике в общении:

«Клиентам, как правило, не требуется специально заказывать отверждение аминами, за исключением случаев замены устаревшего продукта, необходимости особой адгезии к металлу или воспроизведения исторической рецептуры.»

7. Логика выбора для трех типов клиентов

А. Клиенты, использующие топливо в автомобильной промышленности

Не просто утверждайте: «FKM устойчив к топливу». Уточните: к какому именно топливу — бензину, дизельному топливу, бензину с этанолом, бензину с метанолом, биодизелю или топливу с добавками? Требуется ли низкая проницаемость? Предназначено ли изделие для эксплуатации в холодных регионах? Является ли это динамическим уплотнением?

Рекомендуемый подход:

Материалы компании Chemours указывают на то, что тип F используется для уплотнительных применений, требующих барьерных свойств против проникновения топлива, тогда как тип GFLT обеспечивает баланс между гибкостью при низких температурах и стойкостью к жидкостям.

B. Потребители авиационного топлива

Основное внимание при уплотнениях для авиационного топлива уделяется обычно не только «стойкости к топливу», но и совместимости с топливом + герметичности при низких температурах + остаточной деформации сжатия + запасу безопасности.

Рекомендуемый подход:

Типичные области применения FKM с ультранизкой температурой стеклования компании Syensqo включают высокопроизводительные уплотнительные кольца для систем впрыска топлива, компоненты уплотнений для нефтегазовой отрасли и аэрокосмической промышленности.

В. Покупатели химических клапанов

Покупатели химических клапанов наиболее склонны к «неправильному использованию FKM», поскольку они часто сталкиваются не с одним углеводородом, а со смесью растворителей, кислот, щелочей, аминов, кетонов, эфиров, пара и моющих средств.

Рекомендуемый подход:

Таблица химической стойкости компании Chemours показывает, что стандартные марки A/B/F/GFLT не рекомендуются для сред с высоким pH, сильными щелочами и органическими основаниями, тогда как марка ETP-S указана как лучшая; на странице продукта ETP-600S также четко указано, что он устойчив к сильнощелочным растворам, аминам и жидкостям с высоким pH.

Окончательное резюме

FKM может быть дополнительно подразделен по следующим параметрам:

Вывод для передачи заказчикам:

«FKM — это не универсальный материал: даже в пределах семейства FKM типы материалов не взаимозаменяемы. Для заказчиков, использующих автомобильное топливо, авиационное топливо и химические клапаны, главная ошибка — указывать в технических требованиях только аббревиатуру «FKM». Вместо этого необходимо чётко определить тип FKM, содержание фтора, систему отверждения, показатели низкотемпературных свойств и данные по старению в контакте со средой.»