Page 36 - 《橡塑智造与节能环保》2023年8期

综述与专论

表3 FKM 938 经过氢气测试后的密度和体积变化
试品编号 密度, g/cc（H 2 测试前） 密度, g/cc（H 2 测试后） 试品 H 2 测试前的体积（100 g） H 2 测试后的体积（100 g） 百分比变化
Fusion 938 1 1.893 1.849 Fusion 938 53.2 ± 0.48 53.6 ± 0.34 不显著
Fusion 938 2 1.869 1.875
Fusion 938 3 - 1.865
Fusion 938 4 - 1.872
平均值 1.881 ± 0.02 1.865 ± 0.01*
*内部报告项目45004900中X1953和209的数据

能源部国家实验室对 FKM 938 的初步研究结果 性最强的环境中进行密封，包括航空发动机中的燃气
包括压力循环(从 17 MPa压力到 87 MPa压力的 17 个 轮机、化工厂中的处理泵、石油和天然气勘探中的井
循环，在这些循环中以每分钟 2.5 MPa的受控减压速 下钻探设备以及半导体生产设备中的腔体密封件。尽
度进行) ，然后在 87 MPa压力下进行 142 h的高压测 管 FFKM 复合物的成本较高，但它能最大限度地减少
试，接着快速减压至大气压力。两个国家实验室进行 设备停机时间， 促进新技术的开发，从而体现出其价
了各种测试，包括体积变化、DMA、傅立叶变换红 值。
外光谱、比重和压缩永久变形，结果显示变化很小或 大多数 FFKM 弹性体是由不同浓度的 TFE 和全氟
没有变化。例如，表3显示，在 DOE 国家实验室进行 甲基乙烯基醚（PMVE）制成的，通常具有相对较差
上述氢气测试后，FKM 938 的密度或体积几乎没有变 的低温性能（Tg 接近 0℃）。目前市场上唯一一种低
化。请注意，这些测试并不是为了认证或批准某种材 温性能有所改善的 FFKM，其全氟乙烯基醚中含有两
料可用于特定的氢气环境，但这项研究的初步结果是 个氧分子，而不是像常见的 PMVE 那样只有一个氧分
令人鼓舞的，它表明在暴露于氢气后，材料的关键特 子。改进后的低温 FFKM 聚合物已在用于低温油气密
性几乎没有变化。更多的氢测试，包括在 -40℃下的测 封的 FFKM 505 和 510 中使用了 30 多年。
试，正在进行中。 从 1976 年含 PMVE 的氟弹性体商业化到索尔维
2.2 全氟弹性体(FFKM，符合ASTMD 1418 标 公司推出 MOVE 单体，人们一直在努力改进氟弹性体
准) （包括 FKM 和 FFKM）的低温性能。开发出非常特
FFKM 弹性体为高温材料提供了新的发展方向。 殊的含二氧的全氟乙烯基醚（称为 MOVE 单体）后，
聚四氟乙烯(PTFE) 是一种耐热且化学性质惰性的氟塑 FKM 和 FFKM 弹性体的低温性能显著提高。
料，与全氟烷氧基(PFA) 共聚后，其熔融加工性得到 GT 在 FFKM 中具有同类最佳的低温性能，在
改善，因此出现了用于特殊应用的全氟管材、管道、 2015年推出的 FFKM 678 中具有出色的抗快速气体减
管件和薄膜。在聚合物骨架中加入固化位点单体可实 压性能。另外，《橡胶世界》于 2021 年 8月发布了
现交联和弹性特性。 Greene Tweed公司过氧化物和双酚固化弹性体以及过
在所有橡胶材料中，FFKM 弹性体化合物具有最 氧化物和丁腈硫化 FFKM 的高温性能比较。
高的耐温性和最广泛的耐化学性。它们被用于在腐蚀

表4 各种FKM胶料的低温性能比较
描述 类型 高氟三元共聚物，类型 2 带 PMVE 类型 3 带低温单体，类型 3 ASTM 测试方法
胶料 FKM 731 FKM 755 FKM 938 FKM 665
拉伸，MPa 13.3 14.1 21.7 12.8 D1414
伸长率，百分比 207 180 90 172 D1414
模量100%延伸率，MPa 5.9 6.7 不适用 6 D1414
硬度计，A 型 78 75 90 80 D2240
密度 1.84 2.01 1.86 1.87 D297
DSC Tg，℃ -15.3 -3.2 -29 -46.1 D3418
TR10 ℃ -18 -6.7 -24 -46 D1329
低温泄漏，℃ -30 不适用 -37 -58.9 Green,Tweed方法
平均三个214 o形圈
表4、表5 和表6 显示了各种 FKM、FFKM 和其他 表 6 显示了含 PMVE 的传统 FFKM 弹性体（如
改进型低温材料的典型低温特性。 FFKM 615，Tg 约为 0℃）与含二氧全氟乙烯醚的

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