FKM

کاربردهای قطعات تولید شده با FKM در صنعت خودرو و هوا فضا

در بخش قبلی با روش های پخت و خواص کامپاندهای طراحی شده بر پایه FKM آشنا شدیم. می توانید با مراجعه به لینک زیر با دنیای این محصول بیشتر آشنا شوید و سپس در این بخش با کاربردهای این ماده در صنعت خودرو و هوا فضا آشنا شوید

دمای بالا در مجاورت موتور، وجود مخلوط سوخت و اکسیژن و در نهایت فشار سیال سه الزامی است که بایستی در طراحی شلنگ و گسکت های مورد مصرف در سیستم انتقال سوخت خودرو در نظر گرفته شوند. حال اضافه کنیم در کنار الزامات فنی در این کاربری معیارهای ایمنی و زیست محیطی نیز مطرح می باشند، بنابراین در انتخاب مواد اولیه مورد نیاز برای تولید این قطعات حداکثر دقت بایستی صورت گیرد. ساختارهای حاوی  رابرهای فلوئوره تنها گزینه ای است که می تواند این الزامات را برآورده سازد. مقاومت و نفوذ پذیری ناچیز در برابر هیدروکربن ها، سوخت و اسیدها، پنجره دمای کاربری -40 تا 230 °C و حتی در برخی گریدها تا دمای 285 °C، و خواص دینامیک عالی و مانایی فشاری ناچیز از جمله ویژگی هایی است که FKM را برای این کاربری مناسب می سازد.

FKM

دیگر کاربرد FKM تولید گسکت و شلنگ های مورد استفاده در صنعت هوا فضا است. علاوه بر خواص ذکر شده در بالا، FKM به راحتی می تواند در شرایط خلا و سیکل دمایی که برای مثال جت و هواپیماها در مانورهای هوایی تجربه می کنند، مقاومت کند. از جمله دیگر کاربردهای FKM می توان به گسکت های موتورهای توربین، Actuator های سیستم های هیدرولیک و دیگر گسکت های منیفولد و پمپ ها اشاره کرد.

Heat resist ACM

اکریلیک رابرها چه ساختاری دارند و چه مزیتی در برابر گریدهای NBR دارند؟

ACM یا پلی اکریلیک رابرها بر پایه منومرهای گوناگونی چون اتیل آکریلات، بوتیل آکریلات، متاکسی اتیل آکریلات و اتوکسی متیل آکریلات تولید می شوند. همواره در ساختار این رابرها کومنومری که سایت های اتصال عرضی دارد، در بیشتر موارد کلرو وینیل اتر و آکریلیک اسید، نیز استفاده می شود. خواص گریدهای مختلف ACM مستقیما به منومرهای مورد استفاده و شرایط پلیمریزاسیون باز می گردد. برای مثال با افزایش طول زنجیره به کمک گروه های استری، سختی و سفتی پلیمر حاصل افزایش می یابد، اما در عین حال مقاومت در برابر روغن نیز بالا می رود.

اکریلیک رابرها

مهمترین برتری ACM ها در دنیای رابرها بالاتر بودن مقاومت آن ها در برابر روغن داغ نسبت به سایر رابرها، حتی NBR های مختلف است. گریدهای مناسب اکریلیک رابرها در برابر روغن موتور داغ و حتی گریدهای ویژه روغن موتور حاوی افزودنی های مختلف، روغن جعبه دنده و گریس ها، پایداری بی نظیری دارند. همچنین ACM ها مقاومت بسیار بالایی در برابر اکسیداسیون و شرایط جوی چون ازون دارند. در خصوص استفاده از ACM باید مراقب خواص دما پایین آن، استحکام مکانیکی، الاستسیته، جذب آب و هیدرولیز بود. در بخش بعدی با ویژگی های ACM بیشتر آشنا خواهیم شد.

FKM Gasket

مکانیسم پخت قطعات الاستومری بر پایه لاستیک FKM

پس از انتخاب گرید مناسب FKM و افزودنی های لازم برای کامپاندینگ و پخت، فرایند شکل دهی و به دنبال آن پخت قطعه مورد نظر آغاز می شود. بر اساس فرمولاسیون کامپاند و الزامات قطعه نهایی، پخت لاستیک FKM بر اساس سه مکانیسم زیر صورت می گیرد. باید دقت کرد از آنجایی که پیوندهای غیر اشباع در زنجیره های FKM وجود ندارد، امکان استفاده از روش پخت گوگردی ممکن نیست. بنابراین پخت به روش های دی آمین، بیس فنول و پرکساید برای قطعات FKM به کار می رود.

FKM Gasket

در روش پخت دی آمین (Diamine)، بلاک های آمینی برای پخت لاستیک FKM استفاده می شوند. در محیط بازی با جدا شدن اتم های هیدروژن فلوراید واکنش های آمینی آغاز می شوند و هیدرفلوریک اسید حاصل به کمک منیزیم اکساید جذب می شود. قطعات تولیدی با این روش چسبندگی خوبی به فلزات دارند، اما باید در نظر داشت قطعات تولیدی با این مکانیسم در محیط های آبی مستعد هیدروژناسیون هستند و مقاومت در برابر هیدرولیز خوبی نخواهند داشت، بنابراین برای کاربردهای در تماس با آب مناسب نیستند.

در روش بیس فنول (Bisphenol) نمک های پتاسیم به عنوان عامل پخت برای زنجیره های فلوئوره استفاده می شوند. این روش مدرن مقاومت الاستومرها را در برابر هیدرولیز، حتی در دماهای بالا افزایش می دهد و قطعه نهایی مانایی فشاری ناچیزی خواهد داشت.

آخرین روش پخت قطعات بر پایه FKM استفاده از پرکسایدها است. قطعه نهایی پخت شده با این روش مقاومت بسیار بالایی در محیط های آبی و غیر آبی در مقایسه با دو روش قبلی دارد. تنها باید در نظر داشت مقاومت حرارتی قطعه نهایی کمی کمتر از قطعات پخت شده با دو روش قبلی و به خصوص روش بیس فنول است.

NBR Gasket

مروری بر گونه های خاص دنیای بوتادین رابر

با گریدهای معمولی یا به عبارتی General بوتادین رابر، شامل گریدهای سرد و گرم در لینک زیر آشنا شدیم. در این بخش می خواهیم گریدهایی را معرفی کنیم که برای کاربری های استثنایی توسعه داده شده اند.

NBR های اتصال عرضی شده – Crosslinked NBR

این گریدها، NBR های شاخه ای یا Hot NBR ها هستند که در بخشی از فرایند تولید با اضافه کردن منومرهای عامل دار شده اتصال عرضی می شوند. این گریدها برای تولید قطعاتی مناسب هستند که حبس هوا در آن ها رخ می دهد یا پایداری ابعادی بسیار مهم است.

NBR Gasket

X-NBR

X-NBR یا Craboxylated NBR، شامل زنجیره های لاستیک نیتریل است که حاوی گروه های کربوکسیلیک اسید نیز هستند. حضور کربوکسیلیک اسید فرایند پذیری و پخت لاستیک نیتریل را بهبود می دهد. در نتیجه قطعات تولیدی استحکام مکانیکی، مقاومت پارگی و سایش بالاتری دارند. باید در نظر داشت با اضافه شدن کربوکسیلیک اسید خواص دمای پایین و مقاومت در برابر آب کاهش می یابد.

Bound Antioxidant NBR

این گریدها گونه های بسیار خاص بوتادین رابر هستند که عوامل آنتی اکسیدانت در زنجیره پلیمر قرار گرفته اند. هدف از این کار افزایش مقاومت حرارتی به خصوص در کاربری هایی است که قطعه مورد نظر در برابر سیال داغ قرار می گیرد.

NBR PVC Sheet

مشکلات فنی رایج و راهکارهایی برای تولید قطعات با الاستومر NBR/PVC – بخش سوم

در بخش قبلی با تعدادی از مشکلات رایج در حین تولید قطعات مختلف بر پایه رابر NBR/PVC آشنا شدیم. می توانید با مراجعه به لینک زیر با این موارد آشنا شوید و با این بخش با ادامه مشکلات فنی رایج و راهکارهای بهبود کیفیت قطعات تولیدی با NBR/PVC همراه شوید.

یکی از مهمترین وظایف مهندسین تولید عارضه یابی خط تولید است. همواره به دلایل مختلفی چون نوسان کیفیت مواد اولیه، تغییر در شرایط فرایند تولید و … کیفیت محصول نهایی منطبق بر رویه های کنترل کیفی نمی باشد و محصول نامنطبق به عنوان ضایعات خط تولید محسوب می شود. باید دقت کرد راه حل اصلی رفع ایراد را بایستی با در نظر گرفتن تمامی شرایط حاکم بر خط تولید پیاده سازی کرد و نکاتی که در ادامه شرح داده می شوند تنها بر اساس تجربیات گذشته می باشد.

NBR PVC Sheet

  • افزایش چسبندگی به فلز و پارچه: برای بهبود چسبندگی بخش تولید شده با NBR/PVC به فلزات بایستی ابتدا سطح فلز را آماده کرد. سطح فلز بایستی عاری از هر گونه آلودگی و چربی باشد. در این حالت افزایش 6-8 phr رزین های چسبنده کمک شایانی به افزایش چسبندگی می کند. همچنین می توان تا 20 phr سیلیکا به فرمولاسیون اضافه کرد. در نهایت در صورت امکان می توان قدری سرعت پخت را کاهش داد. در مورد چسبندگی به پارچه بایستی تا حد ممکن از گریدهای با ویسکوزیته کم استفاده کرد.
  • کنترل و پایداری ابعادی در حین اکستروژن: در این خصوص بایستی از گریدهای با محتوای PVC بیشتر انتخاب کرد. همچنین زمان خنک کاری در قالب بایستی به اندازه کافی باشد. در صورت امکان از دوده های Fast Extrusion Furnace یا FEF استفاده شود و تا 20 phr می توان از لاستیک های بازیافتی استفاده کرد.
  • سخت شدن کامپاند در حین انبارش: برای جلوگیری از سخت شدن کامپاند در حین انبارش می توان از گریدهای با محتوای PVC کمتر استفاده کرد. همچنین می توان مقدار گوگرد کامپاند را تا حد ممکن کاهش داد و کامپاند را در دمای کم انبارش کرد.
  • وجود تخلخل بعد از قالبگیری: در این صورت بایستی مجددا فرایند پخت، شامل دما و زمان را چک کرد. همچنین می توان قدر پودر لاستیک بازیافتی اضافه کرد یا ویسکوزیته کامپاند را افزایش داد.
NBR Bale

پلیمریزاسیون و روش تولید NBR و ارتباط آن با خواص مکانیکی محصول نهایی

لینک زیر شامل اطلاعاتی در خصوص ویسکوزیته مونی در تولید NBR است. می توانید ابتدا به این لینک مراجعه و سپس با این بخش در مورد روش های تولید NBR همراه باشید.

بیش از صد گرید تجاری مختلف NBR در سرتاسر دنیا تولید می شود. در اغلب موارد این گریدها به روش امولسیون، شامل آب، امولسیفایر، منومرهای بوتادی ان و آکریلونیتریل و آغازگرها، تولید می شوند. محصول این مرحله پس از جداسازی و فشرده کردن به صورت Bale عرضه می شود.

 NBR تولید

دو روش پلیمریزاسیون سرد و گرم برای تولید گریدهای لاستیک نیتریل استفاده می شوند. پلیمریزاسیون سرد در دماهای 5-15 °C انجام می شود و محصول نهایی زنجیره های خطی دارد. این گریدها خواص مکانیکی فوق العاده ای دارند. درصد منومرها بر اساس خواص نهایی مورد نظر تنظیم می شود. در مقابل در روش پلیمریزاسیون گرم که در دماهای 30-40 °C فرایند پلیمریزاسیون صورت می گیرد، گرید نهایی ساختار شاخه ای دارد و خواص چسبندگی بسیار مناسبی خواهد داشت. همچنین این گریدها برای قالبگیری فشاری یا تولید فوم ها بسیار مناسب هستند.

NBR Gasket

ارتباط ویسکوزیته مونی با خواص قطعات تولیدی با گریدهای مختلف NBR

بخش قبلی در خصوص تاثیر درصد آکریلونیتریل بر خواص NBR تولیدی صحبت کرد. می توانید با مراجعه به لینک زیر این نکات را مطالعه کرده و با این بخش در خصوص ارتباط ویسکوزیته مونی با خواص قطعات تولیدی با NBR همراه شوید.

NBR یکی از معدود الاستومرهایی است که می تواند از پس تمامی شرایط سخت کاربری، مانند دمای بالا، تماس با محیط های شیمیایی و … در قطعات خودرو برآید. برای مثال قطعاتی که باید در دمای کاربری -40 °C تا 125 °C و در تماس با انواع روغن و سوخت سرویس دهی کنند.

NBR Gasket

یکی از مهمترین پارامترهای فنی که با باز کردن دیتاشیت گریدهای مختلف NBR به چشم می خورد، Mooney Viscosity است. ویسکوزیته مونی مستقیما فرایند پذیری گرید مدنظر را نشان می دهد. گریدهای NBR با ویسکوزیته مونی کم و در حدود 30-50 در فرایندهای شکل دهی به روش تزریق استفاده می شوند، در حالیکه گریدهای با ویسکوزیته مونی بالا، مانند 60-80، در اکستروژن و قالبگیری فشاری استفاده می شوند.

از نظر فنی Mooney Viscosity نشان دهنده وزن مولکولی و معماری زنجیره های NBR است. ویسکوزیته مونی بالاتر نشان دهنده وزن مولکولی بیشتر گرید مدنظر است. به صورت کلی با افزایش وزن مولکولی خواص مکانیکی گرید مورد نظر بهبود می یابد و برای کاربری های با عملکرد بالا مناسب است.

در بخش بعدی با معماری زنجیره های گریدهای مختلف NBR آشنا خواهیم شد.

NBR-PVC-Rubber-Foam

مشکلات فنی رایج و راهکارهایی برای آن در تولید قطعات با الاستومر NBR/PVC – بخش دوم

در بخش قبلی با تعدادی از مشکلات رایج در حین تولید قطعات مختلف بر پایه رابر NBR/PVC آشنا شدیم. می توانید با مراجعه به لینک زیر با این موارد آشنا شوید و با این بخش با ادامه مشکلات فنی رایج و راهکارهای بهبود کیفیت قطعات تولیدی با NBR/PVC همراه شوید.

یکی از مهمترین وظایف مهندسین تولید عارضه یابی خط تولید است. همواره به دلایل مختلفی چون نوسان کیفیت مواد اولیه، تغییر در شرایط فرایند تولید و … کیفیت محصول نهایی منطبق بر رویه های کنترل کیفی نمی باشد و محصول نامنطبق به عنوان ضایعات خط تولید محسوب می شود. باید دقت کرد راه حل اصلی رفع ایراد را بایستی با در نظر گرفتن تمامی شرایط حاکم بر خط تولید پیاده سازی کرد و نکاتی که در ادامه شرح داده می شوند تنها بر اساس تجربیات گذشته می باشد.

NBR-PVC-Rubber-Foam

  • پایین بودن چسبندگی: چنانچه در قطعه تولیدی چسبندگی به دیگر قطعات مهم است و میزان آن کافی نیست، می توان به اندازه کافی از رزین های Tackifier مانند رزین های فنولیک استفاده کرد. همچنین می توان زمان Scorch کامپاند را تا حد امکان کاهش داد و در صورتیکه در فرمولاسیون سیلیکا است، سعی شود بیش از 20 phr استفاده نشود.

همچنین در حالتی که چسبندگی به فلز مد نظر است، بایستی مطمئن شد از چسب مناسب استفاده شود و سطح فلز برای چسبندگی خوب آماده شده باشد. همچنین می توان تا حد ممکن سرعت پخت را نیز کاهش داد.

  • افزایش مدول: برای افزایش افزایش مدول مکانیکی بایستی از دوده های High Structured استفاده شود. همچنین می توان مقدار گوگرد را افزایش و میزان نرم کننده را کاهش داد. در نهایت می توان از گریدهای با محتوای PVC بالاتر استفاده کرد.
  • فوم شدن غیر یکنواخت: چنانچه قطعه تولیدی به صورت فوم است و غیر یکنواختی در ساختار فوم ایجاد می شود، بایستی به نکاتی چون پخش یکنواخت عامل فوم زا، جلوگیری از افزایش دما و نزدیک شدن به دمای تخریب عامل فوم زا، تنظیم صحیح دما و فشار قالبگیری و در نهایت استفاده از عوامل فوم زای مناسب توجه کرد.
Viton FKM

مروری بر خواص حرارتی و مکانیکی گریدهای FKM، الاستومر همه فن حریف در برابر حرارت، سوخت و روغن

تمامی گریدهای FKM با پایداری حرارتی بالا و مقاومت بسیار خوب در برابر اجزای شیمیایی شناخته می شوند. این دو مزیت در نتیجه وجود مولکول های فلوئور در زنجیره های این الاستومر است که پیوندهای شیمیایی موجود در زنجیره های الاستومر را در برابر حمله اجزای شیمیایی حفاظت می کند.

Viton FKM

تمامی گریدهای FKM دانسیته بالایی دارند، حدود 1.80-1.9 g/cm3، و ویسکوزیته آن ها به نسبت بالا است. سایر ویژگی های گریدهای مختلف FKM عبارتند از:

  • مقاومت شیمیایی بالا،
  • پایداری حرارتی بالا،
  • مقاومت در برابر پیرشدگی و شرایط جوی بسیار عالی،
  • مقاوم در برابر روغن های معدنی، چربی ها و محیط های غیر قطبی،
  • نفوذ پذیری کم در برابر گازها،
  • عایق بسیار خوب الکتریسیته.

قطعات تولید شده با FKM می توانند در بازه دمایی -60 تا 250 درجه سانتیگراد بر اساس گرید انتخابی به کار گرفته شوند.

در بخش بعدی با روش های مرسوم پخت قطعات بر پایه FKM صحبت خواهیم کرد.

NBR

تاثیر درصد اکریلونیترل بر خواص NBR

NBR در تولید قطعات بسیار زیادی در صنعت خودرو و همچنین دیگر بخش های صنعتی به کمک مهندسین طراح می آید. در هر کاربری که مقاومت کافی در برابر سوخت و روغن نیاز است، پای NBR در میان است. این الاستومر پر کاربرد حاصل پلیمریزاسیون آکریلونیتریل و بوتادی ان است و ترکیب این منومرها (در برخی گریدهای خاص منومرهای دیگری نیز استفاده می شوند که در بخش های بعدی با آن آشنا خواهیم شد.) و معماری زنجیره های پلیمر تعیین کننده خواص NBR تولیدی است. در این بخش با تاثیر درصد اکریلونیتریل آشنا خواهیم شد تا بتوانید گرید مناسب کاربری مد نظر خود را انتخاب کنید.

NBR

PENTAX Image

درصد اکریلونیتریل با توجه به ماهیت قطبی منومر اکریلونیتریل، بر خواص NBR تاثیر گذار بوده و تعیین کننده مقاومت رابر در برابر روغن، حلال ها، انعطاف پذیری در دماهای کم و مقاومت در برابر سایش است. با افزایش درصد اکریلونیتریل و انتخاب گریدهای با محتوای اکریلونیتریل بالا، خواص زیر تقویت می شوند:

  • فرایند پذیری بهبود می یابد،
  • سرعت پخت بالاتر می رود،
  • مقاومت در برابر سوخت و روغن افزایش می یابد،
  • استحکام مکانیکی و مقاومت سایشی افزایش می یابد و،
  • مقاومت حرارتی بالاتر می رود.

در عوض با انتخاب گریدهای با درصد اکریلونیتریل کمتر بایستی منتظر رخدادهای زیر باشیم:

  • کاهش مانایی فشاری،
  • کاهش جهندگی (Resilience)،
  • عبورپذیری در برابر هوا و گاز کاهش می یابد،
  • کاهش انعطاف پذیری در دماهای کم.

در هر کاربری بایستی گرید مناسب NBR را انتخاب کرد. با بخش های بعدی این محتوا همراه شوید تا اطلاعات بیشتری در خصوص انتخاب گرید مناسب NBR کسب کنید.