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全氟醚橡膠有何特性?中國市場現(xiàn)狀如何?

   2023-05-30 12240
核心提示:全氟醚橡膠(FFKM),是全氟(甲基乙烯基)醚、四氟乙烯和全氟烯醚的三元共聚物,也稱為全氟橡膠。與氟橡膠相比,是一種完全不含C
全氟醚橡膠(FFKM),是全氟(甲基乙烯基)醚、四氟乙烯和全氟烯醚的三元共聚物,也稱為全氟橡膠。與氟橡膠相比,是一種完全不含C-H鍵的橡膠,該橡膠具有和聚四氟乙烯類似的熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)品性。在FFKM組分中添加第3種硫化單體,以便構(gòu)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使橡膠具有彈性。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的好壞很大程度上決定于交聯(lián)體系。


全氟醚橡膠(FFKM)生產(chǎn)企業(yè)主要有美國杜邦、美國3M、比利時索爾維、日本大金。其中,美國杜邦是最早研究開發(fā) FFKM的企業(yè),也是現(xiàn)階段 FFKM 行業(yè)中的領(lǐng)先企業(yè),其產(chǎn)品種類較為齊全,產(chǎn)品質(zhì)量較高,在全球范圍內(nèi)市場份額較大。全球 FFKM 生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量少,市場供應(yīng)有限,因此FFKM價格昂貴。


全氟醚橡膠特性:


優(yōu)異的耐高溫性能:在耐高溫測試的實(shí)驗(yàn)中,氟橡膠和其他產(chǎn)品在240℃高溫的條件下,形變率急劇上升,而全氟醚密封圈的壓縮永久變形始終保持在50%以下。FFKM全氟醚橡膠材料在300℃時的壓縮變形率也僅在50%以下。耐高溫較高可達(dá)327℃,即使當(dāng)暴露在316℃的恒溫中或像343℃這樣的間歇高溫環(huán)境中,也不會發(fā)生導(dǎo)致密封失效的硬化和脆化,在與侵蝕性流體的浸漬直接接觸中依然能保持其彈力和回彈性能。


優(yōu)異的化學(xué)性能:在耐化學(xué)性方面,一般氟化橡膠無法適用的醚類、氨基化合物、酮類、氧化劑、有機(jī)溶劑、燃料、酸、堿等環(huán)境中,全氟醚橡膠都能顯示其卓越的穩(wěn)定性,幾乎對所有化學(xué)品都具有優(yōu)異的耐受性。


由于全氟醚FFKM橡膠原材料成本高昂,通常選用全氟醚FFKM密封的工況極為苛刻,其他橡膠原料無法滿足這些苛刻工況下的密封要求,在這些苛刻工況下其他橡膠很容易出現(xiàn)腐蝕、溶脹、溶解、老化硬化等不良,導(dǎo)致密封失效。全氟醚FFKM橡膠因其卓越的耐腐蝕性能和耐高溫性能,滿足苛刻工況密封需求的同時,增加了密封件的使用壽命,減少客戶的維護(hù)成本。


最早研究開發(fā)全氟醚彈性體的是美國杜邦公司,是該公司于60年代末為耐液體火箭燃料二研究的密封材料。之后,前蘇聯(lián)在航天科技的發(fā)展過程中未來解決火箭推進(jìn)劑中的強(qiáng)氧化劑和高溫氣體的密封問題,也開發(fā)了一種三元共聚的全聚醚橡膠。80年代末,日本大金公司在購買俄羅斯全氟醚專利的基礎(chǔ)上,通過二次開發(fā)改進(jìn)合成了全氟甲基乙烯基醚和四氟乙烯的二元全氟醚橡膠。


全球全氟醚橡膠市場上,杜邦公司的全氟醚橡膠制品質(zhì)量相對較好,種類也較為齊全,在中國占據(jù)較大的市場份額,但是為了保護(hù)自己公司的技術(shù)專利,杜邦公司目前只向外出售全氟醚橡膠制品,不出售生膠和預(yù)混膠。2015年杜邦公司將Viton品牌的氟橡膠業(yè)務(wù)全部轉(zhuǎn)給科慕公司,但Kalrez品牌的全氟醚橡膠仍保留在杜邦公司自己手中。前蘇聯(lián)在航天科技的發(fā)展過程中為解決火箭推進(jìn)劑中強(qiáng)氧化劑和高溫氣體的密封問題,合成橡膠研究院也開發(fā)了一種三元共聚的全氟醚橡膠。1985年,日本大金公司在購買俄羅斯全氟醚橡膠專利的基礎(chǔ)上,通過二次開發(fā)合成PMVE和TFE的二元全氟醚橡膠。隨后意大利蘇威公司和美國3M公司開發(fā)成功全氟醚橡膠,2017年ACG公司(原日本旭化成公司) 也開發(fā)成功全氟醚橡膠。


我國晨光院早在20世紀(jì)70年代就開始全氟醚橡膠的研究工作,但試驗(yàn)進(jìn)展緩慢,到80年代初才合成出樣品,后來由于種種原因該項(xiàng)工作完全停止,直到2000年才重新啟動。2006年完成了PMVE[40]和硫化點(diǎn)單體的合成以及全氟醚橡膠聚合技術(shù)研究,建立了批量生產(chǎn)裝置,產(chǎn)品供應(yīng)國家急需用戶。在晨光院之后,三愛富公司也開發(fā)了全氟醚橡膠,現(xiàn)已有少量產(chǎn)品供應(yīng)市場。2019年國家自然科學(xué)基金會將全氟醚橡膠列入“十三五”重大項(xiàng)目,可以預(yù)期全氟醚橡膠將有更大進(jìn)展。


中國的全氟醚橡膠的生產(chǎn)技術(shù)水平和工業(yè)化程度與美日等國還有較大的差距,尤其是高端產(chǎn)品系列的質(zhì)量和性能還有較大的改善和進(jìn)步空間。現(xiàn)階段,國產(chǎn)全氟醚橡膠產(chǎn)品主要應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,而在能源開發(fā)和化工裝置等領(lǐng)域中,全氟醚橡膠產(chǎn)品的需求還依賴進(jìn)口,國內(nèi)全氟醚橡膠產(chǎn)品的供應(yīng)商基本上都是杜邦、3M、大金等品牌的進(jìn)口商。整體上來看,中國全氟醚橡膠行業(yè)發(fā)展相對緩慢,進(jìn)一步的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程需要依托技術(shù)研發(fā)上的突破。


文章來源: 橡膠技術(shù)李秀權(quán)工作室,OTHELLO奧賽羅密封,橡膠技術(shù)網(wǎng)
 
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