エンジニアは通常、フッ素シリコーンを次のような場合に考慮します。 標準シリコーン 燃料や油には耐えられない。問題は、ポリマーの一般的な評判と、特定の化合物の挙動を切り離して考えることである。.
フルオロシリコーンは、シリコーンのような低温での柔軟性と、燃料、油、および多くの非極性溶剤に対する優れた耐性を兼ね備えています。主な限界は、耐摩耗性、摩擦抵抗、引裂強度、動的シール性、および炭化水素以外の化学物質との適合性です。.
フルオロシリコーンゴムとは何ですか？
フルオロシリコーンゴムは、フッ素化側鎖（一般的にはトリフルオロプロピル基）で改質されたシリコーンエラストマーです。この改質により、シリコーンゴムの耐熱性や耐候性を維持しながら、炭化水素系流体との相互作用を低減することができます。.
一般的な名称は FVMQ, フルオロビニルメチルシリコーンゴムの略称。. ASTM D1418 ポリマーをFVMQと識別します。ASTM D2000およびSAE J200では、フルオロシリコーン化合物は一般的に次のように分類されます。 タイプFK.
FVMQとFKMを混同してはいけません。どちらもフッ素化エラストマーですが、ポリマー骨格、低温特性、加工性、シール限界が異なります。.
フルオロシリコーンのどの特性が最も重要か？
FVMQの主な価値は、単一の特性にあるのではなく、低温弾性と炭化水素流体抵抗の組み合わせにある。.
| 財産 | 典型的な行動 | 設計上の意味 |
|---|---|---|
| 使用温度 | 一般的な化合物の推奨温度範囲は、おおよそ-60℃から200℃です。 | 範囲は広いが、流体への曝露やシールの動きによって使用可能な限界が狭まる可能性がある |
| 燃料およびオイル耐性 | 標準VMQシリコンよりも優れている | 適合性試験の結果、多くの石油燃料、ジェット燃料、エンジンオイル、潤滑油に適しています。 |
| 低温での柔軟性 | 多くの炭化水素耐性エラストマーと比較して強い | 低温始動にさらされる航空宇宙および屋外用シールに有用です。 |
| 圧縮永久歪み | 静的シーリング剤によく用いられる | 実際の温度、圧力、および曝露時間で確認する必要があります |
| 耐候性、耐オゾン性、耐紫外線性 | 概して強い | 露出したガスケットやコネクタシールに適しています |
| 耐摩耗性 | 貧しい | 試験で設計が裏付けられる場合を除き、滑り接触は避けてください。 |
| 摩擦 | 比較的高い | 往復運動または回転運動するシールにおけるリスクを高める |
| 引裂強度 | 配合によって異なる。多くの場合、より強靭な動的シール用エラストマーよりも低い。 | 薄い縁、鋭い角、粗い取り付け面には注意が必要です |
| 料金 | 標準シリコンよりも高い | 耐液性が必要な場面で使用してください。デフォルトのアップグレードとしては使用しないでください。 |
これらは選択傾向であり、購入仕様ではありません。充填剤の種類、フッ素含有量、硬化方法、後硬化、硬度、試験方法によって結果は大きく左右されます。.
フルオロシリコーンはどのくらいの温度範囲に対応できますか？
多くのFVMQ化合物の実用的な開始範囲は 約-60℃～200℃. 特殊なOリングコンパウンドは、静止状態では-73℃付近でも機能を維持できる場合があります。公表されている乾燥状態での耐熱温度は約200℃に達することもありますが、同じ数値を燃料や油に浸漬されたシールに自動的に適用すべきではありません。.
境界は以下によって変化します。
- 連続曝露と断続曝露の比較。;
- 乾燥空気と燃料、潤滑油、または溶剤への浸漬との比較。;
- 静的圧縮と反復運動の比較。;
- シール断面と圧縮；;
- 化合物の配合および後硬化；;
- 熱劣化後の流体の状態。.
流体温度が高い場合、流体自体が酸化したり、酸性の副生成物を生成したりする可能性があります。乾燥熱老化試験に合格した化合物でも、劣化した潤滑油中ではシール性能が低下する可能性があります。そのため、耐熱性と耐薬品性は、データシートの別々の項目から承認するのではなく、同時に試験する必要があります。.
フルオロシリコーンは燃料や油に対してどの程度耐性がありますか？
フルオロシリコーンは、ガソリン、ジェット燃料、石油系オイル、エンジンオイル、トランスミッションオイル、および多くの非極性溶剤に対する耐性を主な理由として選ばれています。これらの液体中では、通常、標準的なシリコーンよりも膨潤が少ないのが特徴です。.
「耐性」という言葉には、やはり数値による評価が必要です。体積膨張、硬度変化、引張強度保持率、伸び率保持率、質量変化は、規定の浸漬期間後に測定する必要があります。.
公開されたデータ ダウ社製フルオロシリコーン製品選定ガイド 配合が結果にどのような影響を与えるかを示します。選択された固体FVMQ塩基は、約 15–23% 体積膨張 記載された条件下におけるASTM標準燃料において、特定の化合物は約 3.5–4%は150℃のIRM 903オイル中で膨潤する。. これらの値は、指定された材料および試験条件に固有のものであり、普遍的なFVMQ制限値ではありません。.
依然として注意が必要な液体
FVMQは化学的に万能ではありません。一般的に、選定ガイドではブレーキフルード、ケトン類、ヒドラジン類、アルデヒド類、アミン類の使用を避けるよう警告しています。混合液の場合はさらに難しく、ベース液が適合しているように見えても、少量の添加剤で膨張や抽出を抑制できる場合があります。.
FVMQを指定する前に、以下を特定してください。
- 正確な市販の流体または燃料のグレード。;
- 運転温度および洗浄温度。;
- 連続露光時間;
- 加圧および減圧サイクル。;
- 許容される体積膨張および硬度変化。;
- 部品が新鮮な流体に接触するか、熱劣化した流体に接触するかに関わらず。.
FVMQの典型的な機械的特性とは？
機械的特性はばらつきが大きいため、1枚の「標準的な」データシートでポリマー全体を代表することはできません。ダウ社の固体FVMQ製品群は、規定のプレス硬化および後硬化条件後の特性を示すことで、その有用な例となります。.
| 財産 | ダウFVMQの主要ベースにおける公表レンジ | 試験方法 |
|---|---|---|
| 硬度 | 25～81ショアA | ASTM D2240 |
| 抗張力 | 7.5～12.1 MPa | ASTM D412、ダイC |
| 破断伸度 | 159–676% | ASTM D412、ダイC |
| 引裂強度 | 12～46.4 kN/m | ASTM D624、ダイB |
| 比重 | 1.40～1.55 | ASTM D792 |
| 圧縮永久歪み | 7–20%を177℃で22時間処理した後 | ASTM D395, 方法B |
この表は配合範囲を示したものであり、保証仕様ではありません。硬度25ショアAの軟質グレードと硬度80ショアAの軟質グレードでは、同じグランド設計、引き裂き許容値、または組み立て方法を使用すべきではありません。.
チームは比較しやすいという理由から、引張強度に注目しがちです。しかし、静的ガスケットの場合、圧縮永久歪み、応力緩和、流体膨張、シール力の方が一般的に重要です。引張強度は、脱型、組み立て、ハードウェアへの延伸、加圧押出などの際に重要になりますが、必ずしも安定した静的シール時には重要ではありません。.
フルオロシリコーンは動的シールに適していますか？
フルオロシリコーンは通常、 静的シール、ガスケット、ダイヤフラム、コネクタシール、および緩衝部品 連続的にスライドするシールよりも優れている。.
この制約は、比較的低い耐摩耗性、高い摩擦、および配合に依存する引裂強度の組み合わせに起因します。シールは初期の漏れ試験に合格しても、繰り返しストロークすると接触面が摩耗する可能性があります。このような遅延した変化が生じるため、静的材料の承認を往復運動または回転運動用途に再利用すべきではありません。.
専用の配合、制御された表面仕上げ、適切な潤滑、および検証試験を実施すれば、動的な使用も可能です。これはデフォルトの使用方法ではなく、設計上の例外として扱うべきです。.
フルオロシリコーンはシリコーンやFKMと比べてどう違うのか？
| 選択要因 | VMQシリコーン | FVMQフルオロシリコーン | FKMフルオロエラストマー |
|---|---|---|---|
| 低温での柔軟性 | 素晴らしい | 非常に良い | 通常はより限定的。学年によって異なる。 |
| 燃料および炭化水素に対する耐性 | 限定 | 多くの燃料やオイルに適しています | 通常は強力だが、正確な液体適合性は異なる |
| 乾熱耐性 | 強い | 強力で、多くの場合、同等のVMQ制限を下回る | 強力。学年によって異なる。 |
| 摩耗と動的シール | 限定 | 限定 | 多くの場合、より適しているが、配合や設計によって異なる。 |
| 耐候性および耐オゾン性 | 素晴らしい | 素晴らしい | 素晴らしい |
| 相対的な材料費 | より低い | 高い | 高い |
| 一般的な使用 | 一般的なシール、断熱材、食品接触部品、および消費者向け部品 | 低温燃料シール、航空宇宙用ガスケット、コネクタシール | 低温時の柔軟性がそれほど求められない燃料、オイル、化学薬品用シール |
選ぶ VMQ 極端な温度変化への柔軟性が必要とされるが、炭化水素への曝露は深刻ではない場合。 FVMQ 燃料やオイルに接触しながら低温環境下でも部品が柔軟性を維持する必要がある場合。評価してください。 FKM 耐薬品性、耐摩耗性、または動的シール性能が、極低温での柔軟性よりも重要な場合。.
この比較は選考ツールです。最終選考には、専門分野の成績によって総合順位が逆転する可能性があるため、複合レベルのテストデータが必要です。.
FVMQ仕様にはどのようなテストを含めるべきでしょうか？
実用的なフッ素シリコーンの仕様では、各特性が試験方法および劣化条件に結び付けられています。.
| 要件 | 試験方法 | 何を記録すべきか |
|---|---|---|
| 硬度 | ASTM D2240 | ショアA硬度値と測定時間 |
| 引張強度と伸び | ASTM D412 | 元の価値と経年変化による価値 |
| 引裂強度 | ASTM D624 | 金型タイプとサンプル厚さ |
| 圧縮永久歪み | ASTM D395 | 方法、圧縮、時間、温度 |
| 流体抵抗 | ASTM D471 | 正確な流体、温度、期間、体積膨張、および物性変化 |
| 比重 | ASTM D792 | 化合物の一貫性および受入検査基準 |
| 低温シール | 用途別または必須の航空宇宙方法 | 実際の最低温度での漏洩または回復 |
| 完成品の寸法 | 図面および検査計画 | 後硬化およびコンディショニング後の耐性 |
「耐燃料性フッ素シリコーン、ショアA硬度60」といった要求事項を、完全な材料仕様として受け入れてはいけません。これでは、流体、温度、経時変化時間、膨潤限界、硬化条件、および完成品の受入基準が明確に定義されていないからです。.
加工条件はフルオロシリコーンの特性をどのように変化させるのか？
FVMQは高硬度ゴムとして入手可能です 圧縮成形, トランスファー成形、射出成形、押出成形、カレンダー加工などに対応しています。フッ素系液状シリコーンゴムは、自動液状射出成形にも使用できます。.
治療と 治癒後の状態 圧縮永久歪み、揮発性成分、寸法、および最終的な機械的特性に影響します。ダウが公開した固体ゴムのデータでは、多くの特性は 171℃で10分間加圧硬化後、200℃で4時間加熱. これらの条件は試験サンプルを説明するものであり、部品の厚さ、硬化化学組成、オーブンへの負荷、寸法公差などを確認せずに、そのまま製造仕様にコピーしてはなりません。.
フルオロシリコーン化合物は、ニトリルゴムや標準的なシリコーンとは収縮特性が異なる場合がある。既存の金型を再利用すると、部品の公称形状が変わっていなくても寸法ずれが生じる可能性がある。したがって、金型の許容値は、選択した化合物と試作データに基づいて設定する必要がある。.
フルオロシリコーンは一般的にどのような場所で使用されていますか？
FVMQは、温度範囲と耐炭化水素性が同時に求められる場合に最も有効です。.
代表的な部品は以下のとおりです。
- 航空宇宙燃料システム シリコンOリング ガスケット。;
- 自動車用燃料ラインコネクタシール；;
- 油や燃料にさらされる隔膜および膜。;
- 電気コネクタ用インサートおよび環境シール。;
- ターボチャージャーホースライナー;
- 石油、ガス、石油化学製品向けのシール部材。;
- 低温用工業用ガスケット;
- 燃料に曝される筐体用の導電性フッ素シリコーン製EMIガスケット。.
この材料は、摩耗の激しい動的シール、適合性データのない攻撃的な極性溶剤、または標準的なシリコーンで既に流体要件を満たしているプロジェクトには、あまり適していません。.
フルオロシリコーンの特性に関するよくある質問
フルオロシリコーンはFKMと同じですか？
いいえ。FVMQはフッ素化シリコーンエラストマーです。FKMは炭素骨格のフッ素エラストマーです。FVMQは一般的に低温での柔軟性に優れていますが、FKMはより優れた耐薬品性や動的シール性能が求められる場合によく選ばれます。.
フルオロシリコーンは燃料耐性がありますか？
はい、多くのFVMQ化合物は、標準的なシリコーンよりもガソリン、ジェット燃料、石油系オイルに対する耐性が優れています。承認には依然として ASTM D471 または、用途に応じた、実際の流体を用いた浸漬試験。.
フッ素シリコーンの一般的な硬度範囲はどれくらいですか？
商業用グレードは一般的に40～80程度です。 ショアA, ただし、特殊な配合ではこの範囲を下回る場合もあります。硬度だけでは、圧縮永久歪み、引裂強度、燃料膨張を予測することはできません。.
フルオロシリコーンは200℃で使用できますか？
一部の化合物は、乾燥熱下では200℃付近まで使用可能です。しかし、高温の燃料や油中で連続運転を行う場合、流体とエラストマーが共に劣化するため、より低い温度制限が必要となる場合があります。.
選択境界
フッ素シリコーンは、低温シール性と耐炭化水素性の両方が求められる場合に有効です。いずれか一方の条件のみを満たす場合は、VMQ、FKM、NBR、またはその他のエラストマーの方が、より低コストで、あるいはより優れた耐摩耗性で要件を満たす可能性があります。.
最終的な材料決定には、流体、連続温度とピーク温度、シール動作、圧力、硬度目標、圧縮永久歪み限界、期待される耐用年数、および必要な規格など、正確な情報が必要です。 MIL-DTL-25988 または、該当するAMS規格。これらの入力情報がなければ、「FVMQ」は単なるポリマーファミリーであり、完成部品の仕様とはみなされません。.
