氟橡胶 (FKM, Viton)

FKM橡胶简介

FKM橡胶是一类氟弹性体,通过偏二氟乙烯(VDF)与其他单体如六氟丙烯(HFP)、四氟乙烯(TFE)或全氟甲基乙烯基醚(PMVE)的共聚而生产。氟含量(通常66-70%)赋予其独特性能。它于20世纪50年代为航空航天应用开发,通过双酚或过氧化物系统固化。等级根据单体组成而异:1型(VDF-HFP)用于通用,2型(VDF-HFP-TFE)用于更好化学耐性,3型(VDF-TFE-PMVE)用于低温柔韧性,以及FFKM等特种类型用于超高性能。它与炭黑等填料、固化剂和加工助剂复合。FKM价格昂贵,但在恶劣条件下提供无与伦比的耐久性。

 

FKM橡胶的特性

FKM在其他橡胶失效的环境中表现出色,其性能针对极端服务定制。以下是其关键特性:

  1. 机械性能FKM具有良好的拉伸强度(10-20 MPa)、断裂伸长率(150-300%)和压缩永久变形耐性。它在应力下保持柔韧性和回弹性,具有出色的振动阻尼。然而,其撕裂强度低于某些橡胶,高耐磨应用可能需要增强。
  2. 化学耐性:由于氟化结构,对烃类、燃料、油、溶剂、酸和氧化化学品有出色的耐性。它承受热油、芳香烃和氯化溶剂等侵蚀性介质。然而,对极性溶剂(如酮类、酯类)、胺类和过热水蒸气脆弱,除非特殊配方。
  3. 热性能:出色的耐热性,在-20°C+250°C范围内运行(某些等级短期可达+300°C)。低温等级可达-40°C而不脆化。它热导率低,并很好地抵抗热循环。
  4. 耐久性和老化:对臭氧、紫外、风化和辐射有优越的耐性。在高温老化中降解最小,气体渗透率低,适用于真空应用。由于氟而具有固有的阻燃性。
  5. 加工和成本:通过压缩、转移或注塑成型加工,但由于高粘度和潜在焦烧需要专用设备。它是最贵的弹性体之一(比NBR5-10倍),但其寿命和减少维护在关键应用中合理。
  6. 其他性能:出色的电绝缘、低真空脱气,以及与生物燃料和侵蚀性流体的兼容性。可用过氧化物硫化用于金属粘合,或双酚用于通用。比重高(1.8-2.0),并有FDA合规等级用于食品/制药接触。

在配方中,由于兼容性问题,FKM很少混合,但可与金属氧化物复合用于酸接受或填料用于成本降低。

 

FKM橡胶的应用

FKM的优质性能使其在高风险行业中必不可少,故障不容许:

  1. 航空航天:用于O形圈、密封件、垫片和燃料系统部件,在喷气发动机中处理极端温度和航空燃料。
  2. 汽车行业:用于燃料喷射器、涡轮增压软管、阀杆密封和排放控制系统,抵抗生物燃料、油和热。
  3. 石油和天然气部门:用于钻井设备中的井下密封件、封隔器和阀门,暴露于酸性气体(H2S)、高压和高温。
  4. 化学加工:用于泵、阀门、隔膜和内衬管,处理腐蚀性化学品和溶剂。
  5. 半导体和电子:用于真空室和蚀刻设备的等离子耐性密封件和O形圈,因低脱气。
  6. 其他用途:制药设备密封、食品加工垫片(FDA等级),以及军事应用如防护装备。在电动汽车中新兴用于暴露于冷却液的电池密封。

FKM生产注重可持续性,带有回收举措。它是极端条件下可靠性的首选材料,全球需求在能源和交通部门增长。