FKM [ aclaración necesaria ] es una familia de materiales fluoroelastómeros basados en fluorocarbono definidos por la norma ASTM International D1418 [ cita requerida ] e ISO 1629 (ISO 1629) (ambas primera edición 1995 y 2013). [ cita requerida ] Se llama FPM [ aclaración necesaria ] en algunos otros estándares, y comúnmente se llama caucho fluorado o caucho fluorado . Todos los FKM contienen fluoruro de vinilideno como monómero. Originalmente desarrollado por DuPont (bajo la marca Viton , ahora propiedad de Chemours ), [ cita requerida ] Los FKM también son producidos hoy por muchas compañías, incluyendo: Daikin (Dai-El) [1] 3M (Dyneon), [ cita requerida ] Solvay SA (Tecnoflon), [2] HaloPolymer (Elaftor), [3] Gujarat Fluorochemicals (Fluonox), [4] Zrunek (ZruElast), [5] y varios fabricantes chinos, incluido VSK Industrial . [6] Los fluoroelastómeros son más caros que los elastómeros de caucho de nitrilo o neopreno . Proporcionan resistencia química y térmica adicional. Los FKM se pueden dividir en diferentes clases en función de su composición química, su contenido de flúor o su mecanismo de reticulación .
Tipos
Sobre la base de su composición química, los FKM se pueden dividir en los siguientes tipos:
- Los FKM de tipo 1 están compuestos de fluoruro de vinilideno (VDF) y hexafluoropropileno (HFP). Los copolímeros son el tipo estándar de FKM que muestran un buen rendimiento general. Su contenido de flúor es de aproximadamente el 66 por ciento en peso.
- Los FKM de tipo 2 se componen de VDF, HFP y tetrafluoroetileno (TFE). Los terpolímeros tienen un mayor contenido de flúor en comparación con los copolímeros (típicamente entre 68 y 69 por ciento en peso de flúor), lo que da como resultado una mejor resistencia química y al calor. El ajuste de compresión y la flexibilidad a baja temperatura pueden verse afectados negativamente.
- Los FKM de tipo 3 se componen de VDF, TFE y perfluorometilviniléter (PMVE). La adición de PMVE proporciona una mejor flexibilidad a baja temperatura en comparación con los copolímeros y terpolímeros . Normalmente, el contenido de flúor de los FKM de tipo 3 oscila entre el 62 y el 68 por ciento en peso.
- Los FKM de tipo 4 están compuestos de propileno , TFE y VDF. Si bien la resistencia de la base aumenta en los FKM de tipo 4, sus propiedades de hinchamiento, especialmente en los hidrocarburos , empeoran. Normalmente, tienen un contenido de flúor de aproximadamente el 67 por ciento en peso.
- Los FKM de tipo 5 están compuestos de VDF, HFP, TFE, PMVE y etileno . Conocido por su resistencia básica y resistencia a altas temperaturas al sulfuro de hidrógeno . [7]
Mecanismos de reticulación
Hay tres mecanismos de reticulación establecidos que se utilizan en el proceso de curado de los FKM.
- Reticulación de diamina utilizando una diamina bloqueada. En presencia de medios básicos (alcalinos), el VDF es vulnerable a la deshidrofluoración , lo que permite la adición de la diamina a la cadena del polímero. Normalmente, el óxido de magnesio se usa para neutralizar el ácido fluorhídrico resultante y reorganizarlo en fluoruro de magnesio y agua. Aunque rara vez se usa hoy en día, el curado con diamina proporciona propiedades superiores de unión de caucho a metal en comparación con otros mecanismos de reticulación. La capacidad de la diamina para hidratarse hace que la reticulación de la diamina sea vulnerable en medios acuosos.
- La reticulación iónica (reticulación dihidroxi ) fue el siguiente paso en el curado de las FKM. Esta es hoy en día la química de reticulación más común utilizada para FKM. Proporciona una resistencia al calor superior, una estabilidad hidrolítica mejorada y una mejor deformación por compresión que el curado con diamina. A diferencia del curado con diamina, el mecanismo iónico no es un mecanismo de adición sino una sustitución nucleofílica aromática . Los compuestos dihidroxi aromáticos se utilizan como agente de reticulación, y las sales de fosfonio cuaternario se utilizan típicamente para acelerar el proceso de curado.
- La reticulación con peróxido se desarrolló originalmente para FKM de tipo 3 que contienen PMVE, ya que los sistemas de reticulación diamina y bisfenólicos pueden conducir a la escisión en una cadena principal de polímero que contiene PMVE. Mientras que la reticulación diamina y bisfenólica son reacciones iónicas , la reticulación con peróxido es un mecanismo de radicales libres . Aunque las reticulaciones de peróxido no son tan estables térmicamente como las reticulaciones bisfenólicas, normalmente son el sistema de elección en medios acuosos y medios con electrolitos no acuosos .
Aplicaciones de FKM
- Procesos químicos y refinación de petróleo: este producto de sellado se utiliza en sellos mecánicos, bombas, reactores, mezcladores, carcasas de compresores, válvulas, medidores y otros equipos. Generalmente se utiliza como asiento, empaquetadura del vástago, diafragma y junta.
- Instrumentos de análisis y proceso: separadores, diafragmas, racores cilíndricos, aros, juntas, etc.
- Fabricación de semiconductores
- Alimento y farmaceutico
- Aviación y aeroespacial
Referencias
- ^ "Fluoroelastómeros" . DaikinChemicals.com . Osaka: Daikin Global . 2021 . Consultado el 5 de marzo de 2021 .
- ^ "Tecnoflon FKM & PFR FFKM" . Solvay.com . Bruselas: Solvay SA 2021 . Consultado el 5 de marzo de 2021 .
- ^ "Fluoroelastómeros (FKM y FFKM)" . HaloPolymer.com . Moscú: HaloPolymer . 2021 . Consultado el 5 de marzo de 2021 .
- ^ "Fluonox FKM" . Fluonox.co.in . Panchmahal, India: Gujarat Fluorochemicals Ltd. (GFL). 2021 . Consultado el 5 de marzo de 2021 .
- ^ "Diseño con fluoroelastómeros" (PDF) . Zrunket.at . Viena: Zrunek Gummtechnik. 2004.
- ^ "FKM / Goma Viton" . I-VSK.com . Shanghái: VSK Industrial . 2021 . Consultado el 5 de marzo de 2021 .
- ^ "Tecnología FKM resistente a bases en Oilfield_Seals" (PDF) . Consultado el 16 de julio de 2009 .
- Hertz, Daniel L., Jr. (2001). "Elastómeros que contienen flúor" (PDF) . Desarrollo de fluoroelastómeros . Red Bank, Nueva Jersey: Seals Eastern .
- "Compuestos de caucho FKM: ventajas de FKM" . PolyComp.nl . Vorden, Países Bajos: Polycomp BV 2021 . Consultado el 5 de marzo de 2021 . Resumen de diferentes tipos y sus aplicaciones.
Ver también
- FFKM , perfluoro-elastómeros
- FEPM , elastómeros de tetrafluoroetileno / propileno