Der ultimative Leitfaden zur Qualitätskontrolle von Fluorkautschuk-Compounds: Probleme und Lösungen
Dieser Artikel bietet eine relativ detaillierte Einführung in Fluorkautschuk und behandelt dessen Anwendungen, Eigenschaften, Formulierungen, Verarbeitung und häufig auftretende Probleme mit den Verbindungen.
I. Grundlegende Einführung in Fluorkautschuk
Fluorkautschuk ist ein synthetisches Polymer-Elastomer, bei dem Fluoratome an die Kohlenstoffatome der Hauptkette oder der Seitenketten gebunden sind. Die Fluoratome verleihen dem Kautschuk hervorragende Beständigkeit gegen Hitze, Oxidation, Öl und Korrosion, wodurch er vorwiegend im Bereich spezieller Dichtungsprodukte eingesetzt wird.
Aktuell sind die gebräuchlichsten Hauptsorten von Fluorkautschuk der gewöhnliche binäre Fluorkautschuk. Typ F26 (Copolymer aus Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen) und der ternäre Fluorkautschuk Typ F246, entsprechend DuPonts VITON A und B. Ihr Verbrauch macht über (90%) des weltweiten Gesamtverbrauchs an Fluorkautschuk aus.
Zu den weiteren speziellen Fluorkautschuken gehören folgende:
Tetrafluorethylen-Propylen-Kautschuk (FEPM): Ein Copolymer aus Tetrafluorethylen und Propylen. Es weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber anorganischen Säuren (z. B. 96%iger Schwefelsäure, Volumenänderung ≤ 5%), Laugen, verschiedenen Bleichmitteln, überhitztem Wasser und Dampf, insbesondere Dampf, der mit Säuren/Laugen vermischt ist, sowie phosphatbasierten Hydraulikölen auf.
Peroxidhärtbarer Fluorkautschuk: Modifiziert durch Zugabe von Härtungsstellenmonomeren zu binären oder ternären Fluorkautschuken. Gängige Beispiele sind fluorierte Vinyletherkautschuke, wie beispielsweise DuPonts VITON GLT.
Perfluorelastomer (FFKM): Ausgezeichnete Tieftemperatureigenschaften, hoher Fluorgehalt und überlegene Lösungsmittelbeständigkeit.
Fluorsilikonkautschuk: Ausgezeichnete Tieftemperatureigenschaften, durchschnittliche Lösungsmittelbeständigkeit.
II. Eigenschaften von Fluorkautschuk
Normaler Fluorkautschuk vom Typ F26 weist typischerweise eine Zugfestigkeit von (10 ~) 20 MPa, eine Bruchdehnung von (150 % ~) 600 %, eine Weiterreißfestigkeit von (20 ~ 40 kN/m), eine geringe Elastizität, eine gute Verschleißfestigkeit und eine Dichte von (1,8 ~ 2,1 g/cm³) auf.
Der Typ F26 kann langfristig bei (200℃- 250℃) und kurzfristig bei etwa (280℃) eingesetzt werden; der Typ F246 kann langfristig bei (250℃) eingesetzt werden.
Hervorragende Stabilität gegenüber organischen Flüssigkeiten, Heizölen und Schmierölen. Beständig gegen die meisten anorganischen Säuren und Kohlenwasserstoffe.
Normaler Fluorkautschuk weist eine durchschnittliche Beständigkeit auf; für eine bessere Leistung wird FEPM empfohlen.
Die Sprödigkeitstemperatur liegt bei etwa -25 °C. Spezialsilikone wie Fluorsilikon bieten eine bessere Flexibilität bei niedrigen Temperaturen.
Fluorkautschuk weist eine ausgezeichnete Witterungs- und Ozonbeständigkeit auf. Er kann über 10 Jahre lang natürlich gelagert werden und zeigt auch nach mehr als einem Monat in Luft mit 100 ppm Ozon keine Rissbildung.
Der hohe Halogengehalt (Fluor) verleiht ihm eine ausgezeichnete Flammschutzwirkung; es erlischt von selbst, sobald die Flamme entfernt wird.
Hervorragende Vakuumleistung bei geringen Luftdiffusionsraten. Besser als Chloroprenkautschuk (CR) und Naturkautschuk.
III. Herstellung und Verarbeitung von Fluorkautschuk
Wählen Sie den geeigneten Rohkautschuk je nach Einsatzbedingungen. F26/F246 für Hitze, FFKM für extreme Hitze und FEPM für korrosive Medien oder Dampf.
Fluorkautschuk ist ein hochgesättigtes Fluorpolymer. Eine Härtung mit Schwefel ist nicht möglich. Heutzutage werden üblicherweise Bisphenol A/BPP und Peroxid-Härtung eingesetzt.
Stabilisatoren neutralisieren das bei der Vulkanisation freigesetzte HF. Häufig verwendete Metalloxide sind beispielsweise MgO und Ca(OH)₂.
Weichmacher werden aufgrund ihrer Verflüchtigung nur noch selten eingesetzt. Hilfsstoffe wie Palmwachs, WS280 und 935P werden verwendet, um die Fließfähigkeit zu verbessern und ein Verkleben zu verhindern.
Aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit und der hohen Wärmeentwicklung beim Mischen ist eine verbesserte Kühlung unerlässlich, um ein Anbrennen zu verhindern.
Erfordert eine Primärhärtung und eine offene Hochtemperatur-Sekundärhärtung (z. B. (230^{\circ}C\times 16h)), um niedermolekulare Substanzen zu entfernen.
IV. Anwendungen von Fluorkautschuk
Weit verbreitet in Automobil Elektronik Luftfahrt Schiffbau Und Chemische IndustrieInsbesondere verwendet für O-Ringe, Dichtungen und Dichtringe in Kraftstoff- und Getriebesystemen.
V. Häufige Probleme und Lösungen
1. Schimmelpilzbelastung
Lösungen: Säureakzeptordosierung erhöhen; Trennmittel (Palmwachs) hinzufügen; Formoberfläche mit semipermanenten Trennmitteln behandeln.
2. Unzureichende Formgebung/Unvollständige Füllung
Lösungen: Gummi mit niedriger Mooney-Viskosität verwenden; Anvulkanisationszeit verlängern; Temperatur senken oder Druck erhöhen; Ladungsplatzierung anpassen.
3. Ungleichmäßige oder nicht aushärtende
Hinweis: Vermeiden Sie saure Materialien; verwenden Sie keine Stearinsäure; vermeiden Sie Ruß der HAF-Qualität oder gefälltes Siliciumdioxid; fügen Sie keinen Schwefel hinzu.
4. Versengte und verbrannte Ränder
Lösung: Mit Kautschuk mit niedriger Mooney-Viskosität mischen; BPP- oder Ca(OH)₂-Dosierung reduzieren, um die Aushärtungsgeschwindigkeit zu verlangsamen.
5. Produktzerreißung
Ursachen: Zu enger Pass in der Form; raue Kavitätsoberfläche; hohe Aushärtungstemperatur, die die Masse spröde macht; geringe Festigkeit der Masse.
6. Produktverformung
Lösungen: Für ausreichende Primärhärtung sorgen; die Temperatur für die Nachhärtung schrittweise erhöhen; Materialien mit geeigneter Viskosität auswählen.
7. Schlechte Dispersion
Lösungen: Verwenden Sie einen geringen Füllfaktor in den Mischern; halten Sie die Rotordrehzahl und die Austrittstemperatur niedrig; sorgen Sie für ausreichende Kühlung und Ruhezeit.
8. Farbunterschied
Faktoren: Qualität des Rohmaterials; Alterung der Farbnormen; Verunreinigung beim Mischen; Temperaturschwankungen während der Aushärtung.