La guía definitiva para el control de calidad de los compuestos de caucho fluorado: problemas y soluciones.
Este artículo ofrece una introducción relativamente detallada al caucho fluorado, abarcando sus aplicaciones, propiedades, formulaciones, procesamiento y problemas comunes con los compuestos.
I. Introducción básica al caucho fluorado
El caucho fluorado es un elastómero polimérico sintético en el que los átomos de flúor están unidos a los átomos de carbono de la cadena principal o de las cadenas laterales. Los átomos de flúor confieren al caucho una excelente resistencia al calor, a la oxidación, al aceite y a la corrosión, por lo que se utiliza principalmente en productos de sellado especiales.
Actualmente, las principales variedades comunes de caucho fluorado son el caucho fluorado binario ordinario. Tipo F26 (copolímero de fluoruro de vinilideno y hexafluoropropileno) y el caucho fluorado ternario Tipo F246, que corresponden a VITON A y B de DuPont. Su consumo representa más del (90%) del consumo total mundial de caucho fluorado.
Otros cauchos fluorados especiales incluyen los siguientes:
caucho de tetrafluoroetileno-propileno (FEPM): Un copolímero de tetrafluoroetileno y propileno. Presenta una alta resistencia a la corrosión frente a ácidos inorgánicos (por ejemplo, ácido sulfúrico al 96%, con un cambio de volumen ≤ 5%), álcalis, diversos agentes blanqueadores, agua y vapor sobrecalentados, especialmente vapor mezclado con ácidos/álcalis, y aceites hidráulicos a base de fosfato.
Caucho fluorado curable con peróxido: Modificados mediante la adición de monómeros en el sitio de curado a cauchos fluorados binarios o ternarios. Algunos ejemplos comunes son los cauchos de éter vinílico fluorado, como el VITON GLT de DuPont.
Elastómero perfluorometanosulfónico (FFKM): Excelentes propiedades a bajas temperaturas, alto contenido de flúor y resistencia superior a los disolventes.
caucho de fluorosilicona: Excelentes propiedades a bajas temperaturas, resistencia media a los disolventes.
II. Propiedades del caucho fluorado
El caucho fluorado ordinario tipo F26 suele tener una resistencia a la tracción de (10\sim) 20 MPa, una elongación a la rotura de (150% \sim 600%), una resistencia al desgarro de (20\sim 40\mathrm{kN / m}), poca elasticidad, buena resistencia al desgaste y una densidad de (1,8\sim 2,1\mathrm{g / cm}^3).
El tipo F26 puede funcionar a largo plazo a (200℃- 250℃) y a corto plazo alrededor de (280℃); el tipo F246 puede funcionar a largo plazo a (250℃).
Excelente estabilidad frente a líquidos orgánicos, combustibles y aceites lubricantes. Resistente a la mayoría de los ácidos inorgánicos e hidrocarburos.
El caucho fluorado común tiene una resistencia media; se recomienda FEPM para un mejor rendimiento.
La temperatura de fragilidad es de alrededor de -25 °C. Los grados especializados, como el fluorosilicona, ofrecen una mayor flexibilidad a bajas temperaturas.
El caucho fluorado tiene una excelente resistencia a la intemperie y al ozono. Puede almacenarse en condiciones naturales durante más de 10 años y no presenta grietas después de más de un mes expuesto al aire con 100 ppm de ozono.
Los altos niveles de halógeno (flúor) le confieren una excelente resistencia a la llama; se autoextingue al retirar el fuego.
Excelente rendimiento en vacío con bajas tasas de difusión de aire. Mejor que el caucho de cloropreno (CR) y el caucho natural.
III. Composición y procesamiento del caucho fluorado
Seleccione el caucho natural apropiado según las condiciones de servicio. F26/F246 para calor, FFKM para calor extremo y FEPM para medios corrosivos o vapor.
El caucho fluorado es un fluoropolímero altamente saturado. No se puede utilizar el curado con azufre. Actualmente se utilizan comúnmente el curado con bisfenol AF/BPP y peróxido.
Los estabilizadores neutralizan el HF liberado durante la vulcanización. Los más utilizados son óxidos metálicos como el (\mathrm{MgO}) y el (\mathrm{Ca(OH)_2}).
Los plastificantes se utilizan con poca frecuencia debido a su volatilización. Se emplean aditivos como la cera de palma, el WS280 y el 935P para aumentar la fluidez y evitar que se peguen.
Es fundamental mejorar la refrigeración debido a la baja conductividad térmica y la alta generación de calor durante la mezcla para evitar que se queme.
Requiere un curado primario y un curado secundario abierto a alta temperatura (por ejemplo, (230^{\circ}C\times 16h)) para eliminar sustancias de bajo peso molecular.
IV. Aplicaciones del caucho fluorado
Ampliamente utilizado en Automotor Electrónica Aviación Construcción naval y Industria química. Se utiliza especialmente para juntas tóricas, empaquetaduras y sellos en sistemas de combustible y transmisión.
V. Problemas y soluciones comunes
1. Contaminación por moho
Soluciones: Aumentar la dosis del aceptor de ácido; añadir agentes desmoldantes (cera de palma); tratar la superficie del molde con agentes desmoldantes semipermanentes.
2. Moldeado incompleto/Relleno incompleto
Soluciones: Utilizar caucho de baja viscosidad Mooney; aumentar el tiempo de precalentamiento; disminuir la temperatura o aumentar la presión; ajustar la ubicación de la carga.
3. Curado irregular o que no se cura
Nota: Evite los materiales ácidos; no utilice ácido esteárico; evite el negro de humo de grado HAF o la sílice precipitada; no incorpore azufre.
4. Bordes quemados y chamuscados
Soluciones: Mezclar con caucho de baja viscosidad Mooney; reducir la dosis de BPP o Ca(OH)₂ para ralentizar la velocidad de curado.
5. Desgarro del producto
Causas: Ajuste deficiente del molde; superficie rugosa de la cavidad; temperatura de curado elevada que hace que el compuesto sea quebradizo; baja resistencia del compuesto.
6. Deformación del producto
Soluciones: Asegurar un curado primario suficiente; utilizar un aumento gradual de la temperatura para el postcurado; seleccionar materiales con la viscosidad adecuada.
7. Mala dispersión
Soluciones: Utilizar un factor de llenado pequeño en las mezcladoras; mantener baja la velocidad del rotor y la temperatura de descarga; asegurar un enfriamiento y un tiempo de reposo suficientes.
8. Diferencia de color
Factores: Calidad de la materia prima; envejecimiento de los estándares de color; contaminación durante la mezcla; fluctuaciones de temperatura durante el curado.