Фторкаучуки: состав, свойства и области применения

Состав, свойства и области применения фторкаучуков

Есть эластомеры, которые работают там, где обычная резина сдалась бы за считаные минуты: в кислотах, в горячих маслах, под ударом радиации. Именно такую нишу занимают фторкаучуки — особый класс синтетических материалов, чья стойкость к агрессии внешней среды выше, чем у любого другого эластомера. Разберём, из чего их получают, чем они выделяются и где без них не обойтись.

Ассортимент российского производства

В нашей стране выпускают несколько марок таких материалов:

• Латекс СКФ-26;
• фторкаучук СКФ-26;
• фторкаучук СКФ-26НМ;
• фторкаучук СКФ-32.

Как их получают

За производство отвечает радикальная полимеризация простых мономеров в эмульсии, куда дополнительно вводят фтор. Опорным компонентом служит винилиденфторид, который соединяют с гексафторпропиленом, трифторхлорэтиленом или перфторметилвиниловым эфиром. От того, какой именно состав взят за основу, зависят итоговые характеристики продукта — поэтому свойства разных марок могут заметно различаться.

Химическая стойкость и вулканизация

По устойчивости к химии фторкаучуки обходят все прочие эластомеры. Им не страшны ароматические и алифатические углеводороды, минеральные кислоты, масла, бензины и смазки. При этом они растворяются в кетонах и сложных эфирах — и это свойство активно используют при выпуске клеёв и герметиков.

Чтобы превратить каучук в готовую резину, его подвергают вулканизации.

Для фторкаучуков применяют три подхода: обработку органическими пероксидами, диаминами и облучение потоками высокой энергии. Резина, полученная таким путём, устойчива к окислителям, а вдобавок отличается тепло-, огне-, масло-, кислото-, износо- и атмосферостойкостью. Рабочий диапазон изделий из неё простирается от –40 до +200 °C.

При 300 °C фторкаучуки начинают выделять токсичные канцерогенные пары с содержанием фтора. Опасность на этом не заканчивается: однажды сильно перегретый материал остаётся вредным даже после того, как остынет.

Что отличает фторкаучуки от других эластомеров

Независимо от конкретного состава, у всех представителей этой группы есть общий набор сильных сторон:

1. Негорючесть. Материал не поддерживает горение.
2. Механическая прочность. Для эластомеров это едва ли не главный показатель: чем он выше, тем меньше детали изнашиваются под действием абразивов.
3. Химическая устойчивость. Контакт со смазками, бензином и маслами не разрушает материал — редкое качество среди эластомеров.
4. Широкий температурный диапазон. Резкие перепады не выводят фторкаучуки из строя: они сохраняют полезные свойства и при отрицательных, и при граничных положительных температурах.
5. Дополнительные преимущества. Высокое сопротивление истиранию, невоспламеняемость и газонепроницаемость.

Список на этом не исчерпывается. Фторкаучуки хорошо переносят радиоактивное излучение и обладают неплохими диэлектрическими свойствами. Совокупность их химических и физических качеств делает эти эластомеры уникальными: они — единственные, кто способен работать в особо тяжёлых условиях, где их аналоги разрушились бы очень быстро.

Маркировка и сферы применения

На мировом рынке фторкаучуки встречаются под несколькими обозначениями. Аббревиатура FPM служит общим названием для всей группы, а Viton — это запатентованный компанией DuPont резиновый полуфабрикат на их основе. В США закрепилось обозначение FKM, а в России — СКФ, то есть «синтетический каучук фторированный».

Применяют такие материалы очень широко:

• пищевая промышленность;
• фармация;
• автомобилестроение;
• транспорт;
• химическая промышленность;
• нефтеперерабатывающая промышленность.

Особая роль у фторкаучуков там, где холод и суровый климат. Показательный пример — геологоразведка и освоение новых месторождений в полярных широтах. Из резин разной плотности и толщины делают уплотнители, сальники, прокладки и соединительные элементы: они держат высокую износостойкость и обеспечивают бесперебойную работу узлов в экстремальной обстановке. Отдельно из фторкаучуков выпускают губчатые материалы с высокой химической стойкостью.

Широко разошлись и герметики на этой основе. Ими герметизируют кабины самолётов, покрывают снаружи заклёпки и головки болтов, уплотняют швы и стыки. Пригодились такие составы и в электротехнике — например, при сборке разных типов электрических двигателей.