Mühendisler genellikle florosilikon malzemesini şu durumlarda dikkate alırlar: standart silikon Yakıt veya yağa karşı toleranssızdır. Zorluk, polimerin genel ününü belirli bir bileşiğin davranışından ayırmaktır.
Florosilikonların özellikleri, silikon benzeri düşük sıcaklık esnekliğini yakıtlar, yağlar ve birçok polar olmayan çözücüye karşı geliştirilmiş dirençle birleştirir. Başlıca sınırlamaları aşınma, sürtünme, yırtılma dayanımı, dinamik sızdırmazlık ve hidrokarbonlar dışındaki kimyasal uyumluluktur.
Florosilikon Kauçuk Nedir?
Florosilikon kauçuk, genellikle trifloropropil grupları olmak üzere florlu yan gruplarla modifiye edilmiş bir silikon elastomerdir. Bu modifikasyon, silikon kauçuğun sıcaklık esnekliğinin ve hava koşullarına dayanıklılığının büyük bir kısmını korurken, hidrokarbon sıvılarla etkileşimini azaltır.
Genel adlandırma şudur: FVMQ, florovinil metil silikon kauçuğunun kısaltmasıdır. ASTM D1418 Polimeri FVMQ olarak tanımlar. ASTM D2000 ve SAE J200 standartlarına göre, florosilikon bileşikleri genellikle şu şekilde sınıflandırılır: FK Tipi.
FVMQ ile FKM karıştırılmamalıdır. Her ikisi de florlu elastomerdir, ancak polimer omurgaları, düşük sıcaklık davranışları, işleme ve sızdırmazlık sınırları farklıdır.
Florosilikonların Hangi Özellikleri En Önemlidir?
FVMQ'nun asıl değeri tek başına bir özellikten kaynaklanmaz. Düşük sıcaklık esnekliği ve hidrokarbon akışkanına karşı direncin birleşiminden oluşur.
| Mülk | Tipik davranış | Tasarımın etkisi |
|---|---|---|
| Servis sıcaklığı | Genel kabul gören bileşik sıcaklık aralığı yaklaşık -60°C ila 200°C'dir. | Geniş bir kullanım alanı sunar, ancak sıvı teması ve conta hareketi kullanılabilir limiti azaltabilir. |
| Yakıt ve yağ direnci | Standart VMQ silikonundan daha iyi | Uyumluluk testlerinden sonra birçok petrol yakıtı, jet yakıtı, motor yağı ve madeni yağ için uygundur. |
| Düşük sıcaklık esnekliği | Birçok hidrokarbon dirençli elastomere kıyasla güçlü | Soğuk çalıştırmalara maruz kalan havacılık ve dış mekan contaları için kullanışlıdır. |
| Sıkıştırma seti | Genellikle statik sızdırmazlık bileşiklerinde iyidir. | Gerçek sıcaklık, sıkıştırma ve maruz kalma süresi kontrol edilmelidir. |
| Hava koşullarına, ozona ve UV ışınlarına karşı direnç | Genellikle güçlü | Açıkta kalan contalar ve bağlantı keçeleri için uygundur. |
| Aşınma direnci | Fakir | Tasarımın testlerle desteklenmediği sürece kayma temasından kaçının. |
| Sürtünme | Nispeten yüksek | Pistonlu veya döner contalarda riski artırır. |
| Yırtılma dayanımı | Bileşiğe bağlı; genellikle daha dayanıklı dinamik sızdırmazlık elastomerlerinden daha düşük. | İnce kenarlar, keskin köşeler ve pürüzlü montaj yüzeyleri dikkat gerektirir. |
| Maliyet | Standart silikondan daha yüksek | Sıvı direncine ihtiyaç duyulan yerlerde kullanın, varsayılan bir yükseltme olarak değil. |
Bunlar satın alma şartnameleri değil, seçim eğilimleridir. Dolgu sistemi, flor içeriği, kürleme sistemi, son kürleme, sertlik ve test yöntemi sonucu önemli ölçüde etkileyebilir.
Florosilikon hangi sıcaklık aralığına dayanabilir?
Birçok FVMQ bileşiği için pratik bir başlangıç aralığı şöyledir: yaklaşık -60°C ila 200°C. Özel O-ring bileşikleri, statik kullanımda -73°C'ye yakın sıcaklıklarda bile işlevselliğini koruyabilir. Yayınlanan kuru ısı limitleri yaklaşık 200°C'ye kadar ulaşabilir, ancak aynı değer yakıt veya yağa batırılmış bir contaya otomatik olarak uygulanmamalıdır.
Sınır şu durumlarda değişir:
- Sürekli maruz kalma ile aralıklı maruz kalma arasındaki fark;
- Kuru hava ile yakıt, yağlayıcı veya çözücüye daldırma arasındaki fark;
- Statik sıkıştırma ile tekrarlanan hareket karşılaştırması;
- conta kesiti ve sıkıştırma;
- Bileşik formülasyon ve son kürleme;
- Isıl yaşlanma sonrasında sıvının durumu.
Yüksek sıvı sıcaklıklarında, sıvının kendisi oksitlenebilir veya asidik yan ürünler oluşturabilir. Kuru ısı yaşlandırma testini geçen bir bileşik, yaşlanmış bir yağlayıcıda yine de sızdırmazlık performansını kaybedebilir. Bu nedenle, sıcaklık ve kimyasal direnç, iki ayrı veri sayfası sütunundan onaylanmak yerine birlikte test edilmelidir.
Florosilikon Yakıt ve Yağa Karşı Ne Kadar Dayanıklıdır?
Florosilikon öncelikle benzin, jet yakıtı, petrol yağları, motor yağları, şanzıman sıvıları ve birçok polar olmayan çözücüye karşı direnci nedeniyle tercih edilir. Bu sıvılarda genellikle standart silikondan daha az şişer.
"Dayanıklı" kelimesine hâlâ bir sayı eklenmesi gerekiyor. Belirli bir daldırma süresinden sonra hacim artışı, sertlik değişimi, çekme dayanımının korunması, uzama dayanımının korunması ve kütle değişimi ölçülmelidir.
Yayınlanan verilerden Dow florosilikon ürün seçimi kılavuzu Formülasyonun sonucu nasıl değiştirdiğini gösterin. Seçilen katı FVMQ bazları yaklaşık olarak kaydedildi. 15–23% hacim şişmesi Belirtilen koşullar altında ASTM referans yakıtlarında. Bazı bileşikler yaklaşık olarak şu sonuçları gösterdi: 3,5–4%, 150°C'de IRM 903 yağında şişer.. Bu değerler, belirtilen malzemeler ve test koşulları için geçerlidir; evrensel FVMQ limitleri değildir.
Hâlâ dikkat gerektiren sıvılar
FVMQ kimyasal olarak evrensel değildir. Yayınlanan seçim kılavuzları genellikle fren sıvıları, ketonlar, hidrazin, aldehitler ve aminlere karşı uyarıda bulunur. Karışık sıvılar daha zordur çünkü küçük bir katkı maddesi paketi, temel sıvı uyumlu görünse bile şişmeyi veya ekstraksiyonu kontrol edebilir.
FVMQ'yu belirtmeden önce şunları belirleyin:
- Tam ticari sıvı veya yakıt kalitesi;
- çalışma ve temizleme sıcaklıkları;
- sürekli pozlama süresi;
- basınç ve basınç düşürme döngüleri;
- İzin verilen hacim şişmesi ve sertlik değişimi;
- Parçanın taze veya ısıl işlem görmüş sıvıyla temas edip etmemesi.
FVMQ'nun Tipik Mekanik Özellikleri Nelerdir?
Mekanik özellikler, tek bir "tipik" veri sayfasının polimeri temsil etmesi için çok geniş bir yelpazede değişiklik gösterir. Faydalı bir örnek, Dow'un katı FVMQ portföyünden, belirtilen presleme ve son kürleme koşullarından sonra elde edilen verilerden gelir.
| Mülk | Seçilen Dow FVMQ baz istasyonlarında yayınlanan aralık | Test yöntemi |
|---|---|---|
| Sertlik | 25–81 Kıyı A | ASTM D2240 |
| Gerilme direnci | 7,5–12,1 MPa | ASTM D412, Kalıp C |
| Kopma anında uzama | 159–676% | ASTM D412, Kalıp C |
| Yırtılma dayanımı | 12–46,4 kN/m | ASTM D624, Kalıp B |
| Özgül ağırlık | 1.40–1.55 | ASTM D792 |
| Sıkıştırma seti | 7–20%, 177°C'de 22 saat sonra | ASTM D395, Yöntem B |
Bu tablo, garantili bir özellik değil, bileşik aralığını göstermektedir. Yumuşak 25 Shore A sınıfı ve 80 Shore A sınıfı bir malzeme aynı salmastra tasarımını, yırtılma payını veya montaj yöntemini paylaşmamalıdır.
Ekipler genellikle karşılaştırması kolay olduğu için çekme dayanımına odaklanır. Statik bir conta için, sıkıştırma kalıcı deformasyonu, gerilim gevşemesi, sıvı şişmesi ve sızdırmazlık kuvveti genellikle daha önemlidir. Çekme dayanımı, kalıptan çıkarma, montaj, donanım üzerine germe veya basınçlı ekstrüzyon sırasında kritik hale gelir; ancak sürekli statik sızdırmazlık sırasında mutlaka önemli değildir.
Florosilikon Dinamik Sızdırmazlık Elemanları İçin Uygun mudur?
Florosilikon genellikle daha uygundur, özellikle de şunlar için: Statik contalar, sızdırmazlık elemanları, diyaframlar, bağlantı elemanı contaları ve yastıklama parçaları Sürekli kayan contalara göre daha fazla.
Sınırlama, nispeten düşük aşınma direnci, yüksek sürtünme ve bileşime bağlı yırtılma mukavemetinin birleşiminden kaynaklanmaktadır. Bir conta ilk sızıntı testini geçebilir, ancak tekrarlanan hareketlerden sonra temas yüzeyinde aşınma meydana gelebilir. Bu gecikmeli değişim, statik malzeme onayının pistonlu veya döner bir uygulama için yeniden kullanılmaması gerektiğinin nedenidir.
Özel olarak tasarlanmış bir bileşik, kontrollü yüzey işleme, uygun yağlama ve doğrulama testleri ile dinamik kullanım mümkündür. Bu, varsayılan durum yerine mühendislik açısından istisnai bir durum olarak ele alınmalıdır.
Florosilikon, silikon ve FKM ile nasıl karşılaştırılır?
| Seçim faktörü | VMQ silikon | FVMQ florosilikon | FKM floroelastomer |
|---|---|---|---|
| Düşük sıcaklık esnekliği | Harika | Mükemmel ila çok iyi | Genellikle daha sınırlı; sınıf düzeyine bağlı |
| Yakıt ve hidrokarbon direnci | Sınırlı | Birçok yakıt ve yağ için uygundur. | Genellikle güçlüdür, ancak sıvı uyumluluğu tam olarak değişebilir. |
| Kuru ısıya dayanıklılık | Güçlü | Güçlü, genellikle karşılaştırılabilir VMQ limitlerinin altında | Güçlü; not ortalamasına bağlı |
| Aşınma ve dinamik sızdırmazlık | Sınırlı | Sınırlı | Bileşime ve tasarıma bağlı olarak genellikle daha uygundur. |
| Hava koşullarına ve ozona karşı direnç | Harika | Harika | Harika |
| Göreceli malzeme maliyeti | Daha düşük | Yüksek | Yüksek |
| Genel kullanım | Genel contalar, izolasyon, gıda ile temas eden ve tüketiciye yönelik parçalar | Soğuk servis yakıt keçeleri, havacılık contaları, bağlantı keçeleri | Düşük sıcaklıklarda esneklik gereksiniminin daha az olduğu yakıt, yağ ve kimyasal madde sızdırmazlık contaları. |
Seçmek VMQ Aşırı sıcaklık esnekliğine ihtiyaç duyulduğunda ancak hidrokarbon maruziyeti şiddetli olmadığında. Seçin FVMQ Parçanın soğuk koşullarda yakıt veya yağ ile temas ederken esnek kalması gerektiğinde. Değerlendirin. FKM Çok düşük sıcaklıklarda esneklik yerine daha güçlü kimyasal direnç, aşınma performansı veya dinamik sızdırmazlık özelliğinin önemli olduğu durumlarda.
Bu karşılaştırma bir eleme aracıdır. Nihai seçim, bileşik düzeydeki test verilerini gerektirir çünkü uzmanlık notları genel sıralamayı tersine çevirebilir.
Bir FVMQ spesifikasyonuna hangi testler dahil edilmelidir?
Kullanılabilir bir florosilikon spesifikasyonu, her bir özelliği bir test yöntemi ve yaşlanma koşuluyla ilişkilendirir.
| Gereklilik | Test yöntemi | Ne kaydedilecek? |
|---|---|---|
| Sertlik | ASTM D2240 | Kıyı A değeri ve ölçüm süresi |
| Çekme ve uzama | ASTM D412 | Orijinal ve eski değerler |
| Yırtılma dayanımı | ASTM D624 | Kalıp tipi ve numune kalınlığı |
| Sıkıştırma seti | ASTM D395 | Yöntem, sıkıştırma, süre ve sıcaklık |
| Sıvı direnci | ASTM D471 | Akışkanın türü, sıcaklık, süre, hacim artışı ve özelliklerindeki kesin değişiklikler |
| Özgül ağırlık | ASTM D792 | Bileşik kıvam ve kabul-muayene referansı |
| Düşük sıcaklıkta sızdırmazlık | Uygulamaya özgü veya gerekli havacılık yöntemi | Gerçek minimum sıcaklıkta sızıntı veya geri kazanım |
| Bitmiş parçanın boyutları | Çizim ve inceleme planı | Kürleme ve şartlandırma sonrası tolerans |
“Yakıta dayanıklı florosilikon, 60 Shore A” gibi bir gereksinimi eksiksiz bir malzeme spesifikasyonu olarak kabul etmeyin. Bu, akışkanlığı, sıcaklığı, yaşlanma süresini, şişme sınırını, kürlenme koşulunu ve nihai parçanın kabul edilebilirliğini belirsiz bırakır.
İşleme Koşulları Florosilikon Özelliklerini Nasıl Değiştirir?
FVMQ, yüksek tutarlılık sağlayan bir kauçuk olarak mevcuttur. sıkıştırma kalıplama, Transfer kalıplama, enjeksiyon kalıplama, ekstrüzyon ve kalenderleme yöntemleri kullanılabilir. Florlu sıvı silikon kauçuk ayrıca otomatik sıvı enjeksiyon kalıplama için de mevcuttur.
Tedavi ve tedavi sonrası durumlar Sıkıştırma kalıcı deformasyonunu, uçucu madde içeriğini, boyutları ve nihai mekanik özellikleri etkiler. Dow'un yayınladığı katı kauçuk verilerinde, birçok özellik sıkıştırma işleminden sonra ölçülmüştür. 171°C'de 10 dakika presleme ve ardından 200°C'de 4 saat kürleme.. Bu koşullar test edilen numuneleri tanımlar; parça kalınlığı, kürleme kimyası, fırın yüklemesi ve boyutsal tolerans gözden geçirilmeden üretim spesifikasyonuna kopyalanmamalıdır.
Florosilikon bileşikleri, nitril kauçuk veya standart silikondan farklı şekilde büzülebilir. Mevcut bir kalıbın yeniden kullanılması, nominal parça geometrisi değişmese bile boyut kaymasına neden olabilir. Bu nedenle, kalıp payı seçilen bileşiğe ve deneme verilerine göre belirlenmelidir.
Florosilikon en yaygın olarak nerelerde kullanılır?
FVMQ, sıcaklık aralığı ve hidrokarbon direncine aynı anda ihtiyaç duyulan durumlarda en kullanışlıdır.
Tipik parçalar şunlardır:
- havacılık yakıt sistemi silikon O-ringler ve contalar;
- Otomotiv yakıt hattı bağlantı contaları;
- Yağ veya yakıta maruz kalan diyaframlar ve zarlar;
- elektrik bağlantı elemanları ve çevresel sızdırmazlık contaları;
- turboşarj hortum astarları;
- Petrol, gaz ve petrokimya sızdırmazlık elemanları;
- düşük sıcaklık endüstriyel contaları;
- Yakıtla temas eden muhafazalar için iletken florosilikon EMI contaları.
Bu malzeme, yüksek aşınmaya maruz kalan dinamik contalar, uyumluluk verisi bulunmayan agresif polar çözücüler veya standart silikonun zaten akışkanlık gereksinimini karşıladığı projeler için daha az ikna edicidir.
Florosilikon Özellikleri Hakkında Sıkça Sorulan Sorular
Florosilikon ile FKM aynı şey midir?
Hayır. FVMQ florlu bir silikon elastomerdir. FKM ise karbon omurgalı bir floroelastomerdir. FVMQ genellikle daha iyi düşük sıcaklık esnekliği sağlarken, FKM genellikle daha güçlü kimyasal veya dinamik sızdırmazlık performansı için tercih edilir.
Florosilikon yakıta dayanıklı mıdır?
Evet, birçok FVMQ bileşiği benzin, jet yakıtı ve petrol yağlarına standart silikondan daha iyi direnç gösterir. Onay yine de gereklidir. ASTM D471 veya uygulamaya özel olarak, tam olarak aynı sıvı içinde daldırma testi.
Florosilikonun normal sertlik aralığı nedir?
Ticari kaliteler genellikle 40-80 civarındadır. Kıyı A, Özel formülasyonlar bu aralığın altına da inebilir. Sertlik tek başına sıkıştırma kalıcı deformasyonunu, yırtılma dayanımını veya yakıt şişmesini tahmin etmez.
Florosilikon 200°C'de kullanılabilir mi?
Bazı bileşikler kuru ısıda 200°C'ye yakın sıcaklıklarda çalışabilir. Sıcak yakıt veya yağda sürekli kullanımda, akışkan ve elastomer birlikte yaşlandığı için daha düşük bir sıcaklık sınırı gerekebilir.
Seçim Sınırı
Hem düşük sıcaklıkta sızdırmazlık hem de hidrokarbon direnci gerektiğinde florosilikon kullanımı haklıdır. Sadece bir koşul mevcutsa, VMQ, FKM, NBR veya başka bir elastomer daha düşük maliyetle veya daha iyi aşınma davranışı ile gereksinimi karşılayabilir.
Son malzeme kararı için akışkanın, sürekli ve tepe sıcaklıklarının, sızdırmazlık hareketinin, basıncın, sertlik hedefinin, sıkıştırma kalıcı deformasyon limitinin, beklenen hizmet ömrünün ve gerekli standardın tam olarak bilinmesi gerekir. MIL-DTL-25988 veya geçerli bir AMS spesifikasyonu. Bu girdiler olmadan, "FVMQ" yalnızca bir polimer ailesidir, bitmiş ürün spesifikasyonu değildir.
