Почему тот же FKM, но разница в сроке службы в 3 раза? 4 раскрытых технических секрета

Базовая формула фторкаучука представляет собой точный «список ингредиентов», состоящий из сырого каучука, армирующих добавок, вулканизаторов, пластификаторов, антиоксидантов и других компонентов. Выбор и соотношение каждого компонента напрямую определяют «собственную производительность» этих уплотнительных деталей, а также являются основным источником разницы в сроке службы. Выбор сырой резины. Сырой каучук FKM не относится к одному типу. В зависимости от содержания фтора и структуры мономеров сополимера его можно разделить на множество типов, таких как обычные ВДФ-ГФП и ВДФ-ГФП-ТФЭ и т. д. Среди них содержание фтора является основным показателем - чем выше содержание фтора, тем сильнее стойкость к химической коррозии и устойчивость к высоким температурам, но соответственно увеличивается и сложность обработки. Чтобы контролировать затраты, производители недорогих продуктов часто выбирают сырой каучук с низким содержанием фтора. Однако чистота сырой резины недостаточна и содержит множество примесей. В условиях работы при высоких температурах и высоком давлении молекулярные цепи склонны к ускоренному старению и деградации. Высококачественные формулы будут точно выбраны на основе конкретных сценариев применения, отдавая приоритет сырому каучуку высокой чистоты и с высоким содержанием фтора. Некоторые также добавляют специальные модификаторы, чтобы обеспечить стойкость к старению и одновременно сбалансировать текучесть обработки, закладывая основу для длительного срока службы от источника. Помимо сырой резины, немало знаний требует и соотношение вспомогательных компонентов. Например, пластификаторы. В недорогие продукты могут добавляться чрезмерные количества дешевых пластификаторов для повышения эффективности обработки. Однако такие пластификаторы склонны к миграции и испарению в высокотемпературных средах, что может привести к усадке уплотнительных деталей и изменению их твердости, что в конечном итоге приведет к утечкам. В состав высококлассных формул подбираются специальные пластификаторы, устойчивые к высоким температурам и имеющие низкую миграцию, при строгом контроле количества добавляемых добавок. В то же время они будут объединены с высокоэффективными антиоксидантами для предотвращения окислительного и термического старения, что еще больше продлит срок службы.

Если формула является врожденным геном, то система сажи является ключом к усилению уплотнения FKM. Углеродная сажа, как армирующий агент, не только улучшает механические свойства уплотнений, такие как прочность на растяжение и разрыв, но также напрямую влияет на их термостойкость, износостойкость и стабильность размеров, что имеет решающее значение для их срока службы. Что касается типов, обычно используемые армирующие углеродные сажи включают сверхизносостойкий технический углерод, высокоизносостойкий технический углерод, полуармирующий технический углерод и т. д. Эффекты армирования различных типов сильно различаются. В уплотнениях FKM низкого класса в основном используется полуармирующий технический углерод или низкосортный износостойкий технический углерод. Эти виды технического углерода обладают слабой адгезией к сырой резине, плохим армирующим действием, недостаточной механической прочностью уплотнителей. Они склонны к деформации и повреждениям в условиях длительного сжатия и трения. Высококачественная продукция предпочитает средне-суперизносостойкий технический углерод с высокой структурой и высокой удельной поверхностью. Он может образовывать более прочную связь с сырой резиной FKM, значительно улучшая механические свойства и износостойкость уплотнений, одновременно повышая стабильность устойчивости к тепловому старению и уменьшая ухудшение характеристик в высокотемпературных средах. Кроме того, необходимо точно контролировать размер частиц и дозировку технического углерода: если размер частиц слишком велик, это может легко привести к шероховатости поверхности уплотнительных деталей, вызвать концентрацию напряжений и ускорить растрескивание. Если размер частиц слишком мал, это усложнит обработку и приведет к появлению дефектов, таких как пузырьки и отверстия. Высококачественные формулы гарантируют равномерное распределение технического углерода в сырой резине за счет точного отбора частиц по размеру и оптимизированной технологии диспергирования. Дозировка будет корректироваться в зависимости от условий работы для достижения баланса производительности.

Вулканизация — это ключевой процесс преобразования сырой резины FKM в эластомеры, который эквивалентен «формированию и усилению» уплотнений. Выбор системы вулканизации напрямую определяет плотность сшивки и тип сшивки уплотнения, что, в свою очередь, влияет на его устойчивость к высоким температурам, стойкость к старению и характеристики остаточной деформации при сжатии, а также является важным фактором, влияющим на разницу в сроке службы. В настоящее время в FKM обычно используются три системы вулканизации, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки: Система аминной вулканизации имеет низкую стоимость, но имеет плохую устойчивость к высоким температурам. Сшивающая связь склонна к разрушению при высоких температурах и подходит только для условий работы при низких температурах и низких давлениях с относительно коротким сроком службы. Устойчивость к высоким температурам системы пероксидной вулканизации превосходит аминную, но ее стойкость к химической коррозии несколько слабее, а плотность сшивки трудно контролировать. Система вулканизации на основе бисфенола AF отличается превосходной устойчивостью к высоким температурам, стойкостью к химической коррозии и механическими свойствами, а также высокой стабильностью сшивающих связей. Это предпочтительный выбор для высококачественных уплотнений из FKM, но он относительно дорог и предъявляет строгие требования к параметрам процесса. Помимо типа системы не следует игнорировать и точность контроля параметров процесса вулканизации (температуры, времени, давления). Недорогие производственные предприятия из-за недостаточной точности оборудования затрудняются точно контролировать параметры, что легко может привести к неравномерной плотности сшивки уплотнений, недостаточному или избыточному сульфированию - недостаточное сульфирование сделает механические свойства уплотнений плохими и склонными к старению, а избыточное сульфирование сделает их хрупкими, уменьшит ударную вязкость и будет склонным к растрескиванию. Общепринятой практикой обеспечения высокой точности является использование автоматизированного оборудования для вулканизации, точный контроль каждого параметра, обеспечение однородной и стабильной сшивочной структуры уплотнений и продление их срока службы.

Проще говоря, остаточная компрессия означает степень, в которой уплотнение не может вернуться к своей первоначальной форме после длительного воздействия давления и снятия давления. Это основной показатель, позволяющий оценить, способны ли уплотнения FKM обеспечить долговременную герметизацию. Чем больше деформация, тем хуже прилегание уплотнения к уплотняемой поверхности, тем выше вероятность возникновения протечек и, естественно, сокращается срок службы. Контроль постоянной деформации сжатия должен осуществляться на протяжении всего процесса разработки формулы и оптимизации процесса. С точки зрения формулы решающее значение имеют выбор сырого каучука и контроль плотности сшивки. Стабильность молекулярной цепи сырого каучука с высоким содержанием фтора высока. В сочетании с разумной системой вулканизации для увеличения плотности сшивки это может эффективно уменьшить деформацию. В то же время добавление соответствующего количества специальных наполнителей может усилить поддерживающий эффект молекулярной цепи и уменьшить деформацию. Из-за неправильного выбора сырого каучука и системы вулканизации плотность сшивки низкосортных формул недостаточна, а молекулярные цепи склонны к скольжению, что приводит к относительно большой остаточной деформации при сжатии. С технологической точки зрения большое значение имеют как вулканизация, так и поствулканизационная обработка. Точные параметры вулканизации могут обеспечить стабильность сшитой структуры и снизить внутреннее напряжение. Обработка после вулканизации (например, высокотемпературная сушка) позволяет удалить остаточные летучие вещества внутри уплотнения, дополнительно стабилизировать сшитую структуру и уменьшить деформацию. Высококачественные уплотнения из FKM обычно подвергаются поствулканизации, чтобы поддерживать степень сжатия в пределах 20%. Однако продукты низкого качества часто пропускают этот этап для экономии затрат, поскольку деформация часто превышает 40% и значительно сокращает срок службы.

Детали скрывают код на срок службы, а технология определяет качество герметизации. Казалось бы, идентичные уплотнения FKM имеют трехкратную разницу в сроке службы. Суть заключается в сумме технических различий в четырех основных звеньях: конструкции формулы, системе сажи, системе вулканизации и управлении остаточной деформацией сжатия. Специалистам отрасли, будь то закупки или производство, следует не только взглянуть на логотип «FKM», но и обратить внимание на стоящие за ним технические детали. Производителям необходимо отказаться от концепции «подчеркивания стоимости над технологией» и приложить больше усилий к выбору сырого каучука, оптимизации формулы и модернизации процессов, чтобы производить долговечную и стабильную продукцию. Для покупателя понимание этих технических различий также может помочь более точно выбрать высокопроизводительные уплотнения FKM, подходящие для условий работы, избегая производственных потерь, вызванных коротким сроком службы продукта.

DOIT Rubber — высокотехнологичное предприятие, специализирующееся на прецизионных резиновых уплотнительных компонентах для глобального здравоохранения, автомобилестроения, электроники и промышленности. Имея сертификат ISO 13485 и более 20 основных патентов, мы преуспеваем в производстве силиконовых уплотнений медицинского класса, уплотнений для внутривенных диафрагм и прокладок для диагностических устройств, соответствующих строгим требованиям, предъявляемым к аксессуарам для оборудования для диагностики in vitro (IVD). В наше портфолио также входят специальные уплотнения для автомобильной электроники, насосов, клапанов и промышленного оборудования, обеспечивающие превосходную биосовместимость, коррозионную стойкость и стабильность. Мы предлагаем услуги OEM/ODM с глобальными возможностями поставок, обслуживая клиентов в Азии, Европе и Америке. Контакт: jack_pan@doitrubber.com; WhatsApp: +86 15976889589