Hướng dẫn toàn diện về kiểm soát chất lượng hợp chất cao su flo: Các vấn đề và giải pháp
Bài viết này cung cấp phần giới thiệu tương đối chi tiết về cao su flo, bao gồm các ứng dụng, tính chất, công thức, quy trình chế tạo và các vấn đề thường gặp với các hợp chất của nó.
I. Giới thiệu cơ bản về cao su flo
Cao su flo là một loại polyme đàn hồi tổng hợp, trong đó các nguyên tử flo được gắn vào các nguyên tử carbon của mạch chính hoặc mạch nhánh. Các nguyên tử flo mang lại cho cao su khả năng chịu nhiệt, chống oxy hóa, chống dầu và chống ăn mòn tuyệt vời, khiến nó chủ yếu được sử dụng trong lĩnh vực sản phẩm làm kín đặc biệt.
Hiện nay, các loại cao su flo phổ biến nhất là cao su flo nhị phân thông thường. Loại F26 (đồng trùng hợp của vinylidene fluoride và hexafluoropropylene) và cao su flo ba thành phần Loại F246Tương ứng với VITON A và B của DuPont. Lượng tiêu thụ của chúng chiếm hơn (90%) tổng lượng tiêu thụ cao su flo trên toàn thế giới.
Các loại cao su flo đặc biệt khác bao gồm:
Cao su tetrafluoroethylene-propylene (FEPM): Một loại copolymer của tetrafluoroethylene và propylene. Nó thể hiện khả năng chống ăn mòn cao đối với các axit vô cơ (ví dụ: axit sulfuric (96%), thay đổi thể tích (≤ 5%)), kiềm, các chất tẩy trắng khác nhau, nước và hơi nước quá nhiệt, đặc biệt là hơi nước trộn với axit/kiềm, và dầu thủy lực gốc phosphat.
Cao su flo hóa có thể đóng rắn bằng peroxide: Được cải tiến bằng cách thêm các monome tại vị trí đóng rắn vào cao su flo nhị phân hoặc tam phân. Các ví dụ phổ biến bao gồm cao su vinyl ether flo hóa, chẳng hạn như VITON GLT của DuPont.
Perfluoroelastomer (FFKM): Có đặc tính tuyệt vời ở nhiệt độ thấp, hàm lượng flo cao và khả năng chống dung môi vượt trội.
Cao su fluorosilicone: Có đặc tính tuyệt vời ở nhiệt độ thấp, khả năng kháng dung môi ở mức trung bình.
II. Tính chất của cao su flo
Cao su flo loại F26 thông thường có độ bền kéo khoảng (10\sim) 20MPa, độ giãn dài khi đứt khoảng (150% \sim 600%), độ bền xé khoảng (20\sim 40\mathrm{kN / m}), độ đàn hồi kém, khả năng chống mài mòn tốt và mật độ khoảng (1,8\sim 2,1\mathrm{g / cm}^3).
Loại F26 có thể hoạt động lâu dài ở nhiệt độ (200℃- 250℃) và ngắn hạn ở khoảng (280℃); loại F246 có thể hoạt động lâu dài ở nhiệt độ (250℃).
Độ ổn định vượt trội đối với các chất lỏng hữu cơ, dầu nhiên liệu và dầu bôi trơn. Khả năng chống chịu với hầu hết các axit vô cơ và hydrocarbon.
Cao su flo thông thường có độ bền trung bình; FEPM được khuyến nghị để có hiệu suất tốt hơn.
Nhiệt độ giòn khoảng (-25°C). Các loại chuyên dụng như fluorosilicone mang lại độ dẻo dai tốt hơn ở nhiệt độ thấp.
Cao su flo có khả năng chống chịu thời tiết và ozone tuyệt vời. Nó có thể được bảo quản tự nhiên trong hơn 10 năm và không bị nứt sau hơn 1 tháng tiếp xúc với không khí có nồng độ ozone 100 PPM.
Hàm lượng halogen (flo) cao giúp nó có khả năng chống cháy tuyệt vời; nó tự dập tắt khi ngọn lửa được loại bỏ.
Hiệu suất hút chân không tuyệt vời với tỷ lệ khuếch tán không khí thấp. Tốt hơn cao su cloroprene (CR) và cao su tự nhiên.
III. Pha chế và xử lý cao su flo
Chọn loại cao su thô phù hợp dựa trên điều kiện sử dụng. F26/F246 cho điều kiện nhiệt độ cao, FFKM cho điều kiện nhiệt độ cực cao, và FEPM cho môi trường ăn mòn hoặc hơi nước.
Cao su flo là một loại polyme flo bão hòa cao. Không thể sử dụng lưu huỳnh để đóng rắn. Hiện nay, phương pháp đóng rắn bằng bisphenol AF/BPP và peroxide thường được sử dụng.
Chất ổn định trung hòa HF được giải phóng trong quá trình lưu hóa. Các oxit kim loại thường được sử dụng là (\mathrm{MgO}) và (\mathrm{Ca(OH)_2}).
Chất làm dẻo hiếm khi được sử dụng do dễ bay hơi. Các chất phụ gia như sáp cọ, WS280 và 935P được dùng để tăng độ chảy và ngăn ngừa dính.
Việc tăng cường làm mát là rất cần thiết do khả năng dẫn nhiệt kém và lượng nhiệt sinh ra cao trong quá trình trộn để ngăn ngừa hiện tượng cháy xém.
Cần có quá trình đóng rắn sơ cấp và quá trình đóng rắn thứ cấp ở nhiệt độ cao (ví dụ: (230°C × 16 giờ)) để loại bỏ các chất có trọng lượng phân tử thấp.
IV. Ứng dụng của cao su flo
Được sử dụng rộng rãi trong Ô tô Điện tử Hàng không Đóng tàu Và Công nghiệp hóa chấtĐặc biệt được sử dụng cho vòng chữ O, gioăng và phớt trong hệ thống nhiên liệu và truyền động.
V. Các vấn đề thường gặp và giải pháp
1. Nhiễm nấm mốc
Giải pháp: Tăng liều lượng chất hấp thụ axit; thêm chất hỗ trợ tách khuôn (sáp cọ); xử lý bề mặt khuôn bằng chất tách khuôn bán vĩnh cửu.
2. Khuôn đúc ngắn/Điền không đầy đủ
Giải pháp: Sử dụng cao su có độ nhớt Mooney thấp; tăng thời gian đốt cháy; giảm nhiệt độ hoặc tăng áp suất; điều chỉnh vị trí đặt thuốc nổ.
3. Không đông cứng hoặc không đóng rắn
Lưu ý: Tránh các vật liệu có tính axit; không sử dụng axit stearic; tránh sử dụng muội than loại HAF hoặc silica kết tủa; không trộn lưu huỳnh.
4. Vết cháy xém và các cạnh bị cháy
Giải pháp: Pha trộn với cao su có độ nhớt Mooney thấp; giảm liều lượng BPP hoặc Ca(OH)₂ để làm chậm tốc độ lưu hóa.
5. Sản phẩm bị rách
Nguyên nhân: Khuôn đúc quá khít; bề mặt khoang khuôn thô ráp; nhiệt độ đóng rắn cao làm cho vật liệu trở nên giòn; độ bền vật liệu thấp.
6. Biến dạng sản phẩm
Giải pháp: Đảm bảo quá trình đóng rắn sơ bộ diễn ra đầy đủ; sử dụng phương pháp tăng nhiệt độ từng bước cho quá trình đóng rắn sau; lựa chọn vật liệu có độ nhớt phù hợp.
7. Độ phân tán kém
Giải pháp: Sử dụng hệ số đổ đầy nhỏ trong máy trộn; giữ tốc độ quay rôto và nhiệt độ đầu ra thấp; đảm bảo thời gian làm mát và nghỉ ngơi đầy đủ.
8. Sự khác biệt về màu sắc
Các yếu tố ảnh hưởng: Chất lượng nguyên liệu thô; sự lão hóa của các mẫu màu; sự nhiễm bẩn trong quá trình trộn; sự dao động nhiệt độ trong quá trình đóng rắn.