Page 44 - 《橡塑智造与节能环保》2024年2期

技术与装备

FKM和FFKM交联方法及其对密封件使用

温度的影响

氟弹性体（FKM）于50多年前被首次引入市场， 体胶料的最高使用温度与其交联化学（过氧化物或
以满足航空航天行业的性能需求。与碳氢胶料橡胶材 腈）和硫化类型的函数关系。
料相比，它们提高了热稳定性和耐化学性，并具有相
近的机械性能，从而提供了显著的性能优势。毫不奇 1 实验
怪，FKM胶料很快就被广泛应用于汽车、石油和天然 本文所述胶料的具体配方为专利配方，但它们
气、半导体和制药/食品加工行业的许多其他应用的密 都含有至少 20 份 的炭黑，并使用主要含氟聚合物
封件和垫圈中，在这些行业中，胶料的耐用性和可靠 供应商（如 3M、大金和苏威）提供的基础聚合物。
性至关重要。 2,5—二甲基—2,5—二（叔丁基过氧化）己烷购自
全氟弹性体（FFKMs）为高温材料提供了下一个 Arkema（Luperox 101）或 Vanderbilt（Varox DBPH-
发展方向。聚四氟乙烯（PTFE）是一种耐热且化学惰 50）。所有胶料在成型和硫化前均在双辊开炼机或密
性的氟塑料，随后发现了具有改进的熔体加工性能的 炼机中混合。物理特性值是根据 ASTM D1414 标准
全氟烷氧基（PFA）共聚物，从而为专业应用提供了 在 AS568A-214 O形圈上测量的。AS568A-214 O形圈
全氟管道、管件和薄膜。将硫化位点单体掺入聚合物 （ASTM D1414）的压缩永久变形测试是根据 ASTM
骨架中可实现交联和弹性聚体性能。 D395 方法 B "空气中恒定变形下的压缩永久变形 "进
FFKM 弹性体胶料在所有橡胶材料中具有最高的 行的。
耐温性和最广泛的耐化学性，可用于腐蚀性最强的环
境中的密封，包括航空发动机中的燃气轮机、化工厂 2 背景
中的加工泵、石油和天然气勘探中的井下钻探设备以 检查含氟弹性体和全氟弹性体的聚合物组成和交
及半导体生产设备中的腔体密封。 尽管成本较高，但 联结构有助于了解这些材料的性质和性能。所有FKM
FFKM 的价值体现在最大限度地减少设备停机时间和 弹性体都含有偏二氟乙烯（VDF）和至少一种额外
促进新技术开发。 的单体类型。这些单体包括四氟乙烯（TFE）、六氟
在油砂的蒸汽辅助重力泄油装置（SAG-D）中 丙烯（HFP）、全氟甲基乙烯基醚（PMVE）和任选
使用电潜泵（ESP）就是一个很好的例子，说明了 的硫化位点单体（CSM）。这些单体的结构如图1所
FFKM 的高温性能如何通过缩短故障间隔时间为客户 示。
创造价值。 在这种应用中，静电除尘器的工作温度为
135℃ 至 220℃，最高工作温度约为 250℃。根据公开
报道的数据进行的内部分析表明，将静电除尘器内的
关键部件（如密封件）升级为 FFKM 等高温材料，可
图1 FKM和FFKM聚合物的单体
将故障间隔时间延长一倍。 通过延长静电除尘器的使
用寿命，运营商避免了非生产性停机时间和将静电除 FKM的交联通常通过双酚或过氧化物机制来实
尘器从油井中取出进行定期维护的费用。然而，确定 现。双酚交联不需要硫化位点单体的存在，而过氧化
一种材料是否能在这种应用中可靠运行的关键步骤是 物法需要。过氧化物硫化的FKM材料比双酚类材料具
确定适当的高温范围。 有更高的耐化学性，但热性能较低。
在本文中，我们研究了一组 FKM 和 FFKM 弹性 FFKM弹性体主要由TFE和PMVE以及少量CSM组

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