Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Фторкаучуки и фторопласты. Часть 1

Они используются в очень требовательных приложениях, где встречаются экстремальные температурные диапазоны и химическое воздействие. Основными ограничениями использования фторэластомеров являются стоимость и относительно разные технологии компаундирования и отверждения, которые могут включать длительные отверждения. Отвержденные продукты обычно имеют очень низкую температурную гибкость и низкую упругость. Устойчивость к растворителям обычно высокая. Однако некоторые органические жидкости могут вызвать значительное набухание. Кроме того, фторэластомеры очень чувствительны к влаге и требуют строго контролируемой среды для обработки, что затрудняет обработку фторэластомеров. Следовательно, соединение этих полимеров является дорогостоящим. Цены на фторэластомеры могут варьироваться от 40 и до более чем 400 евро за 1 кг, но цена, как правило, того стоит. Дело в том, что большинство фторэластомеров используются в приложениях, где никакой другой материал не может работать. Фторэластомеры существуют уже почти 50 лет, однако тенденции к все более строгим нормативам по выбросам в атмосферу и повышению надежности транспортных средств требуют от них соблюдения более строгих требований, чем когда-либо.

Поставщики, отвечая на призыв к улучшению продукции, инвестировали в новые технологии, чтобы помочь запустить фторэластомеры следующего поколения. Новые достижения в первую очередь касаются химии и стадий обработки этих эластомеров. Например, время последующего отверждения продолжительностью от 12 до 24 часов было необходимо для удаления летучих соединений и завершения процессов сшивания и отверждения. В настоящее время экологические нормы способствуют росту количества фторэластомеров. В частности, эластомеры помогают предотвратить рассеивание летучих органических соединений из топливных линий и других компонентов автомобиля. Постепенное продвижение к транспортным средствам с нулевым уровнем выбросов в Европе, Северной Америке и других регионах приводит к переходу с материалов с более низкими эксплуатационными характеристиками, таких как силикон, на фторэластомеры, поскольку сопротивление фторэластомеров проницаемости намного лучше.

Аналогичная ситуация существует на химических заводах и других промышленных предприятиях. Современные топливные насосы высокого давления оснащены несколькими уплотнительными кольцами для предотвращения утечки топлива в горячие отсеки двигателя. Условия эксплуатации уплотнительных материалов становятся всё более жёсткими. Уплотнительные кольца должны обеспечивать герметичность в диапазоне температур от –40 °C до + 150 °C и быть очень устойчивыми к агрессивному автомобильному топливу. Еще более высокие температуры могут быть достигнуты в случае отказа системы охлаждения или просто из-за тепловых пиков, когда двигатель выключен и охлаждающая жидкость больше не циркулирует. Последствия отказа уплотнительного кольца в таких средах могут быть катастрофическими.

Спецификация автомобильной топливной системы должна обеспечивать полную уверенность в целостности уплотнений в этом критически важном применении. Отчеты японской автомобильной промышленности показывают, что уплотнительные кольца фторэластомеров от DuPont Dow Viton все чаще выбираются для топливных насосов и насосных систем высокого давления, поставляемых таким производителям, как Mitsubishi, Nissan и Toyota. DuPont Dow разработал несколько видов Viton, среди которых Viton B-70, который был специально разработан, чтобы обеспечить хороший баланс низкотемпературных характеристик и топливной стойкости для уплотнительных колец топливных насосов. Viton GLT обладает превосходной низкотемпературной герметизацией и может комфортно работать при температуре до –40 °C при испытаниях на сухую герметичность.

Уплотнительные кольца топливных насосов Viton GLT используются как для двигателей с непрямым и непосредственным впрыском, так и для топливных насосов высокого давления для систем с непосредственным впрыском. Этот тип фторэластомера наиболее часто используется для удовлетворения более строгих требований к качеству продукции в регионах с холодным климатом. Лучшие гарантии на двигатели также влияют на замену старых полимеров в пользу фторэластомеров. Эластомер с более низкой стоимостью может выполнять эту работу в течение двух лет, но если автопроизводители хотят продлить гарантийные сроки до пяти-десяти лет, им придется выбирать более производительные и более дорогие фторэластомеры. Аналогичный эффект также стимулирует использование фторэластомеров на производственных предприятиях, поскольку уплотнения из фторэластомеров служат намного дольше, чем из других эластомеров, поэтому они обеспечивают более длительную бесперебойную работу и сокращают затраты на обслуживание.