FKM - FKM

FKM é uma família de materiais fluoroelastômero à base de fluorocarbono definidos pela norma ASTM International D1418, embora seja chamada de FPM pela ISO 1629 (ambas primeira ed. 1995 e ed. 2013). É comumente chamada de borracha de flúor ou borracha fluorada . Todos os FKMs contêm fluoreto de vinilideno como monômero . Originalmente desenvolvido pela DuPont (sob a marca Viton , agora de propriedade da Chemours ), os FKMs hoje também são produzidos por muitas empresas, incluindo: Daikin (Dai-El), 3M (Dyneon), Solvay SA (Tecnoflon), HaloPolymer (Elaftor) , Gujarat Fluorochemicals (Fluonox), Zrunek (ZruElast), e vários fabricantes chineses, incluindo VSK industrial . Os fluorelastômeros são mais caros do que os elastômeros de neoprene ou borracha nitrílica . Eles fornecem resistência adicional ao calor e aos produtos químicos. Os FKMs podem ser divididos em diferentes classes com base em sua composição química, seu teor de flúor ou seu mecanismo de reticulação .

Tipos

Com base em sua composição química, os FKMs podem ser divididos nos seguintes tipos:

• Os FKMs do tipo 1 são compostos de fluoreto de vinilideno (VDF) e hexafluoropropileno (HFP). Os copolímeros são o tipo padrão de FKMs, apresentando um bom desempenho geral. Seu conteúdo de flúor é de aproximadamente 66 por cento em peso.
• Os FKMs do tipo 2 são compostos por VDF, HFP e tetrafluoroetileno (TFE). Os terpolímeros têm um teor de flúor mais alto em comparação com os copolímeros (normalmente entre 68 e 69 por cento em peso de flúor), o que resulta em melhor resistência química e ao calor. O conjunto de compressão e a flexibilidade de baixa temperatura podem ser afetados negativamente.
• Os FKMs do tipo 3 são compostos por VDF, TFE e perfluorometilviniléter (PMVE). A adição de PMVE fornece melhor flexibilidade em baixas temperaturas em comparação com copolímeros e terpolímeros . Normalmente, o teor de flúor de FKMs tipo 3 varia de 62 a 68 por cento em peso.
• Os FKMs Tipo 4 são compostos de propileno , TFE e VDF. Embora a resistência à base seja aumentada em FKMs tipo 4, suas propriedades de intumescimento, especialmente em hidrocarbonetos , são agravadas. Normalmente, eles têm um teor de flúor de cerca de 67 por cento em peso.
• Os FKMs Tipo 5 são compostos de VDF, HFP, TFE, PMVE e etileno . Conhecido por sua resistência à base e resistência a altas temperaturas ao sulfeto de hidrogênio .

Mecanismos de cross-linking

Existem três mecanismos de reticulação estabelecidos usados ​​no processo de cura de FKMs.

• Diamina de ligação cruzada usando uma diamina bloqueado. Na presença de meio básico (alcalino), o VDF é vulnerável à desidrofluoração , o que permite a adição da diamina à cadeia do polímero. Normalmente, o óxido de magnésio é usado para neutralizar o ácido fluorídrico resultante e reorganizar em fluoreto de magnésio e água. Embora raramente usado hoje, a cura de diamina fornece propriedades de ligação borracha-metal superiores em comparação com outros mecanismos de reticulação. A capacidade da diamina de ser hidratada torna a reticulação da diamina vulnerável em meio aquoso.
• A reticulação iônica (reticulação dihidroxi ) foi a próxima etapa na cura de FKMs. Esta é hoje a química de reticulação mais comum usada para FKMs. Ele fornece resistência superior ao calor, estabilidade hidrolítica aprimorada e melhor definição de compressão do que a cura com diamina. Em contraste com a cura da diamina, o mecanismo iônico não é um mecanismo de adição, mas uma substituição nucleofílica aromática . Compostos di-hidroxi- aromáticos são usados ​​como o agente de reticulação, e sais de fosfônio quaternário são tipicamente usados ​​para acelerar o processo de cura.
• Peróxido de reticulação foi originalmente desenvolvido para tipo 3 FKMs contendo PMVE como diamina e bifenólicos sistemas de reticulação pode conduzir a clivagem de um polímero de cadeia principal contendo PMVE. Enquanto a diamina e a reticulação bisfenólica são reações iônicas , a reticulação de peróxido é um mecanismo de radical livre . Embora as ligações cruzadas de peróxido não sejam tão termicamente estáveis ​​quanto as ligações cruzadas bisfenólicas, normalmente são o sistema de escolha em meios aquosos e meios eletrolíticos não aquosos .

Propriedades

Os fluorelastômeros fornecem excelente temperatura (até 500 ° F ou 260 ° C) e resistência a fluidos agressivos em comparação com outros elastômeros , ao mesmo tempo em que combinam a estabilidade mais eficaz a muitos tipos de produtos químicos e fluidos, como óleo, diesel , mistura de etanol ou fluido corporal .

O desempenho dos fluoroelastômeros em produtos químicos agressivos depende da natureza do polímero de base e dos ingredientes de composição usados ​​para moldar os produtos finais (por exemplo, o-rings ). Algumas formulações são geralmente compatíveis com hidrocarbonetos , mas incompatíveis com cetonas , como acetona e metiletilcetona , solventes de éster , como acetato de etila , aminas e ácidos orgânicos , como ácido acético .

Eles podem ser facilmente distinguidos de muitos outros elastômeros por causa de sua alta densidade de mais de 1800 kg / m ³ , significativamente mais alta do que a maioria dos tipos de borracha.

Formulários

Devido ao seu excelente desempenho, eles encontram uso em vários setores, incluindo o seguinte:

• Processos químicos e refino de petróleo , onde são utilizados para vedações, bombas, gaxetas e assim por diante, devido à sua resistência a produtos químicos;
• Instrumentos de análise e processo: separadores, diafragmas, conexões cilíndricas, aros, juntas, etc.
• Fabricação de semicondutores ;
• Alimentos e farmacêuticos, por sua baixa degradação, também em contato com fluidos;
• Aviação e aeroespacial : altas temperaturas de operação e grandes altitudes exigem calor superior e resistência a baixas temperaturas.

São indicados para a produção de vestíveis, devido ao baixo desgaste e descoloração mesmo em tempos de vida prolongados em contato com a oleosidade da pele e exposição frequente à luz, garantindo alto conforto e resistência a manchas;

A indústria automotiva representa seu principal setor de aplicação, onde o alcance constante por eficiências mais altas leva os fabricantes a materiais de alto desempenho. Um exemplo são os o-rings FKM usados ​​como uma atualização para os selos de neoprene originais nos tubos de haste da Corvair que se deterioraram com o alto calor produzido pelo motor, permitindo o vazamento de óleo. Tubos FKM ou mangueiras revestidas são comumente recomendados em aplicações automotivas e outras aplicações de transporte de combustível quando altas concentrações de biodiesel são necessárias. Estudos indicam que os tipos B e F (FKM-GBL-S e FKM-GF-S) são mais resistentes ao biodiesel ácido. (Isso ocorre porque o combustível biodiesel é instável e oxidante.)

Os anéis de vedação FKM têm sido usados ​​com segurança há algum tempo no mergulho autônomo por mergulhadores que usam misturas de gás conhecidas como nitrox . Os FKMs são usados ​​porque têm uma probabilidade menor de pegar fogo, mesmo com os maiores percentuais de oxigênio encontrados no nitrox. Eles também são menos suscetíveis à decomposição em condições de aumento de oxigênio.

Embora esses materiais tenham uma ampla gama de aplicações, seu custo é proibitivo quando comparado a outros tipos de elastômeros, o que significa que sua adoção deve ser justificada pela necessidade de desempenho excepcional (como no setor aeroespacial) e é desaconselhável para produtos de baixo custo .

As luvas FKM / butil são altamente impermeáveis ​​a muitos solventes orgânicos fortes que destruiriam ou permeariam as luvas comumente usadas (como as feitas com nitrilas ).

Precauções

Em altas temperaturas ou em um incêndio, os fluoroelastômeros se decompõem e podem liberar fluoreto de hidrogênio . Qualquer resíduo deve ser tratado com equipamento de proteção.

Veja também

• Magnésio / Teflon / Viton

Referências

Veja também

• FFKM , perfluoro-elastômeros
• FEPM , elastômeros de tetrafluoro etileno / propileno