Floro-kauçuk Bileşik Kalite Kontrolüne Dair Nihai Kılavuz: Sorunlar ve Çözümler
Bu makale, florokauçuk hakkında nispeten ayrıntılı bir giriş sunarak, uygulamalarını, özelliklerini, formülasyonlarını, işlenmesini ve bileşiklerle ilgili yaygın sorunları ele almaktadır.
I. Florokauçuk Hakkında Temel Bilgiler
Floro kauçuk, ana zincir veya yan zincirlerin karbon atomlarına flor atomlarının eklendiği sentetik bir polimer elastomerdir. Flor atomları, kauçuğa mükemmel ısı direnci, oksidasyon direnci, yağ direnci ve korozyon direnci kazandırarak, özellikle özel sızdırmazlık ürünleri alanında kullanılmasını sağlar.
Günümüzde florokauçukların en yaygın çeşitleri, sıradan ikili florokauçuklardır. F26 tipi (viniliden florür ve heksafloropropilen kopolimeri) ve üçlü florokauçuk F246 tipiDuPont'un VITON A ve B'sine karşılık gelen bu ürünlerin tüketimi, dünya genelindeki toplam florlu kauçuk tüketiminin %90'ından fazlasını oluşturmaktadır.
Diğer özel florokauçuk türleri şunlardır:
Tetrafloroetilen-propilen kauçuk (FEPM): Tetrafloroetilen ve propilenin bir kopolimeridir. İnorganik asitlere (örneğin, (%96) sülfürik asit, hacim değişimi (≤ %5)), alkalilere, çeşitli ağartıcı maddelere, aşırı ısıtılmış suya ve buhara, özellikle asit/alkali ile karıştırılmış buhara ve fosfat bazlı hidrolik yağlara karşı yüksek korozyon direnci gösterir.
Peroksit ile kürlenebilen florokauçuk: İkili veya üçlü florlu kauçuklara kürleme bölgesi monomerleri eklenerek modifiye edilirler. Yaygın örnekler arasında DuPont'un VITON GLT'si gibi florlu vinil eter kauçukları bulunur.
Perfloroelastomer (FFKM): Mükemmel düşük sıcaklık özellikleri, yüksek flor içeriği ve üstün çözücü direnci.
Florosilikon kauçuk: Mükemmel düşük sıcaklık özellikleri, orta düzeyde çözücü direnci.
II. Florokauçukların Özellikleri
Sıradan F26 tipi florokauçuk, tipik olarak (10~) 20 MPa çekme dayanımına, (150%~ 600%) kopma uzamasına, (20~40 kN/m) yırtılma dayanımına, düşük elastikiyete, iyi aşınma direncine ve (1,8~2,1 g/cm³) yoğunluğa sahiptir.
F26 tipi uzun süreli olarak (200℃- 250℃) ve kısa süreli olarak yaklaşık (280℃) sıcaklıkta çalışabilir; F246 tipi ise uzun süreli olarak (250℃) sıcaklıkta çalışabilir.
Organik sıvılara, yakıt yağlarına ve yağlama yağlarına karşı olağanüstü stabilite. Çoğu inorganik asit ve hidrokarbona karşı dirençli.
Sıradan florokauçuk ortalama bir dirence sahiptir; daha iyi performans için FEPM önerilir.
Kırılma sıcaklığı yaklaşık (-25°C) civarındadır. Florosilikon gibi özel kaliteler daha iyi düşük sıcaklık esnekliği sunar.
Floro kauçuk mükemmel hava koşullarına ve ozon direncine sahiptir. 10 yıldan fazla süreyle doğal olarak saklanabilir ve 100 PPM ozon içeren havada 1 aydan fazla süre sonra bile çatlama göstermez.
Yüksek halojen (flor) içeriği sayesinde mükemmel alev geciktirici özelliğe sahiptir; alevden uzaklaştırıldığında kendiliğinden söner.
Düşük hava difüzyon oranlarıyla mükemmel vakum performansı. Kloropren kauçuk (CR) ve doğal kauçuktan daha iyi.
III. Florokauçukların Bileşimi ve İşlenmesi
Kullanım koşullarına göre uygun ham kauçuk seçin. Isı için F26/F246, aşırı ısı için FFKM ve aşındırıcı ortamlar veya buhar için FEPM.
Floro kauçuk, yüksek oranda doymuş bir floropolimerdir. Kükürt kürlemesi kullanılamaz. Günümüzde yaygın olarak bisfenol AF/BPP ve peroksit kürlemesi kullanılmaktadır.
Stabilizatörler, vulkanizasyon sırasında açığa çıkan HF'yi nötralize eder. Yaygın olarak kullanılanlar arasında (\mathrm{MgO}) ve (\mathrm{Ca(OH)_2}) gibi metal oksitler bulunur.
Buharlaşma nedeniyle plastikleştiriciler nadiren kullanılır. Akışkanlığı artırmak ve yapışmayı önlemek için palmiye mumu, WS280 ve 935P gibi yardımcı maddeler kullanılır.
Düşük ısı iletkenliği ve karıştırma sırasında yüksek ısı oluşumu nedeniyle yanmayı önlemek için gelişmiş soğutma şarttır.
Düşük molekül ağırlıklı maddeleri uzaklaştırmak için birincil kürleme ve açık yüksek sıcaklıkta ikincil kürleme (örneğin, (230°C × 16 saat)) gerektirir.
IV. Florokauçuk Uygulamaları
Yaygın olarak kullanılan Otomotiv Elektronik Havacılık Gemi İnşaatı Ve Kimya SanayiiÖzellikle yakıt ve şanzıman sistemlerinde O-ringler, contalar ve sızdırmazlık elemanları için kullanılır.
V. Sık Karşılaşılan Sorunlar ve Çözümler
1. Küf Bulaşması
Çözümler: Asit alıcı dozunu artırın; kalıp ayırıcı yardımcı maddeler (palmiye mumu) ekleyin; kalıp yüzeyini yarı kalıcı ayırıcı maddelerle işleyin.
2. Eksik Kalıplama/Eksik Dolgu
Çözümler: Düşük Mooney viskoziteli kauçuk kullanın; yanma süresini artırın; sıcaklığı düşürün veya basıncı artırın; şarj yerleşimini ayarlayın.
3. Düzensiz veya Kürleşmeme
Not: Asidik maddelerden kaçının; stearik asit kullanmayın; HAF sınıfı karbon siyahlarından veya çöktürülmüş silikadan kaçının; kükürt katmayın.
4. Yanık ve Kavrulmuş Kenarlar
Çözümler: Düşük Mooney viskoziteli kauçukla karıştırın; kürlenme hızını yavaşlatmak için BPP veya Ca(OH)₂ dozajını azaltın.
5. Ürün Yırtılması
Nedenleri: Kalıbın sıkı oturması; pürüzlü boşluk yüzeyi; yüksek kürleme sıcaklığı nedeniyle bileşiğin kırılgan hale gelmesi; bileşiğin düşük mukavemeti.
6. Ürün Deformasyonu
Çözümler: Yeterli birincil kürleme sağlayın; son kürleme için kademeli sıcaklık artışı kullanın; uygun viskoziteye sahip malzemeler seçin.
7. Zayıf Dağılım
Çözümler: Mikserlerde düşük dolum oranı kullanın; rotor hızını ve boşaltma sıcaklığını düşük tutun; yeterli soğutma ve dinlenme süresi sağlayın.
8. Renk Farkı
Etkenler: Hammadde kalitesi; renk standartlarının eskimesi; karıştırma sırasında kirlenme; kürleme sırasında sıcaklık dalgalanmaları.