फ्लोरीन रबर (एफकेएम) एक सिंथेटिक पॉलिमर इलास्टोमेर को संदर्भित करता है जिसमें मुख्य श्रृंखला या साइड चेन के कार्बन परमाणुओं पर फ्लोरीन परमाणु होते हैं। इसमें उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध, उच्च रासायनिक स्थिरता, मौसम प्रतिरोध, ऑक्सीकरण प्रतिरोध, तेल प्रतिरोध और बहुत कम सांस लेने की क्षमता है। सैन्य उद्योग में, एफकेएम का उपयोग मुख्य रूप से एयरोस्पेस, विमानन और प्रक्षेपण वाहनों, उपग्रहों, लड़ाकू विमानों, नए टैंकों आदि के लिए सील, तेल पाइप और विद्युत लाइन शीथ में किया जाता है। यह अत्याधुनिक राष्ट्रीय रक्षा उद्योग में एक अपूरणीय महत्वपूर्ण सामग्री है। .
1957 में, एयरोस्पेस उद्योग में सीलिंग प्रदर्शन की उच्च आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए ड्यूपॉन्ट ने पहला FKM विकसित किया। बेहतर थर्मल स्थिरता और विलायक प्रतिरोध प्रदान करने के लिए, टेट्राफ्लुओरोएथिलीन (टीएफई) युक्त टेरपोलिमर फ्लोरोएलेस्टोमर को 1959 में विकसित किया गया था। वर्तमान में, दुनिया में अधिक आम एफकेएम ब्रांडों में शामिल हैं: केमोर्स विटन®, सोल्वे के टेक्नोफ्लोन®, 3एम के डायनेन ™ और डाइकिन के डीएआई -ईएल™.
1. फ्लोरोरबर के विकास का संक्षिप्त इतिहास
पॉलीक्लोरोट्राफ्लुओरोएथिलीन और पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन की खोज के बाद से, लोगों ने महसूस किया है कि फ़्लोरोपॉलीमर में उत्कृष्ट उच्च तापमान प्रतिरोध और रासायनिक जड़ता है, और पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन सबसे बड़े फ़्लोरोपॉलीमर उद्योग के रूप में विकसित हुआ है। हालाँकि, प्लास्टिक की प्रदर्शन विशेषताओं के कारण, सीलिंग सामग्री के रूप में इसमें अभी भी प्रमुख दोष हैं, और फ़्लोरोएलेस्टोमेर सीलिंग सामग्री की तत्काल आवश्यकता है।
सबसे पहला फ्लोरीन रबर पॉली{{0}फ्लोरो-1,3-ब्यूटाडीन और स्टाइरीन, प्रोपलीन आदि के साथ इसका कॉपोलिमर था, जिसका 1948 में संयुक्त राज्य अमेरिका में ड्यूपॉन्ट द्वारा परीक्षण-उत्पादन किया गया था। प्रदर्शन क्लोरोप्रीन रबर और ब्यूटाडाइन रबर से बेहतर नहीं है। , और यह महंगा है और इसका कोई वास्तविक औद्योगिक मूल्य नहीं है। 1950 के दशक के उत्तरार्ध में, अमेरिकी कंपनी थियोकोल ने अच्छे कम तापमान वाले प्रदर्शन और मजबूत ऑक्सीडेंट के प्रतिरोध के साथ एक बाइनरी नाइट्रस फ्लोरोरबर विकसित किया। तब से, फ्लोरोरबर ने व्यावहारिक औद्योगिक अनुप्रयोगों में प्रवेश किया है।
चीन ने 1958 से विभिन्न प्रकार के फ्लोरोरबर भी विकसित किए हैं, मुख्य रूप से पॉलीओलेफिन फ्लोरोरबर, जैसे टाइप 23, 26, 246 और नाइट्रोसो फ्लोरोरबर। बाद में, टेट्राप्रोपाइलीन फ्लोरोरबर की एक नई किस्म विकसित की गई। , पेरफ्लूरोईथर रबर, फ्लोरोफॉस्फोरस रबर।
2. फ्लोरोरबर की संरचना और विशेषताएं
एफकेएम की आणविक संरचना इसकी उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता और उच्च तापमान प्रतिरोध को निर्धारित करती है। फ्लोरीन परमाणु कार्बन श्रृंखला और फ्लोरीन-कार्बन बंधों को घेर लेते हैं, जिससे कार्बन परमाणु अन्य रसायनों, अणुओं, आयनों या परमाणुओं द्वारा हमले के प्रति कम संवेदनशील हो जाते हैं। इसके अलावा, फ्लोरीन-कार्बन बंधन की बंधन ऊर्जा बहुत अधिक है, जिसका अर्थ यह भी है कि इसे तोड़ना आसान नहीं है और इसमें बहुत स्थिर रासायनिक गुण हैं।
इलास्टोमर्स की विशेषताओं को बनाए रखने के लिए, रबर उत्पादों को बाहरी दुनिया द्वारा निचोड़े जाने और विकृत होने के बाद जल्दी से ठीक होने में सक्षम होना चाहिए। सामान्य परिस्थितियों में, इलास्टोमर्स आणविक श्रृंखलाओं के क्रॉस-लिंकिंग द्वारा गठित त्रि-आयामी नेटवर्क संरचनाएं हैं, और विरूपण के बाद पुनर्स्थापन बल आणविक खंडों की विकार पर लौटने की प्रवृत्ति से आता है। चूँकि फ़्लोरोकार्बन श्रृंखलाएँ हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं की तुलना में अधिक चिपचिपी होती हैं, इसलिए FKM अक्सर धीमी गति से विश्राम प्रदर्शित करता है।
एफकेएम में आमतौर पर दो या दो से अधिक मोनोमर्स होते हैं। VF2 (या VDF), TFE, और एथिलीन मोनोमर्स से पॉलिमराइज़ की गई कार्बन श्रृंखलाएं जाली बन सकती हैं यदि वे पर्याप्त लंबी हों। इसलिए, एक अनाकार बहुलक बनाने के लिए, भारी पार्श्व समूहों वाले कुछ मोनोमर्स को जोड़ा जाता है, जैसे हेक्साफ्लोरोप्रोपाइलीन (एचएफपी), फ्लोरिनेटेड विनाइल ईथर (पीएमवीई), प्रोपलीन, आदि।
3. फ्लोरोरबर के प्रकार
एएसटीएम डी1418-2022 के अनुसार, फ्लोरोरबर को निम्नलिखित पांच प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:
(1) हेक्साफ्लोरोप्रोपाइलीन (एचएफपी) और विनाइलिडीन फ्लोराइड (वीडीएफ) का बाइनरी कॉपोलीमर। बाइनरी कॉपोलीमर एफकेएम का एक मानक प्रकार है, जिसका सभी पहलुओं में अच्छा प्रदर्शन है और यह एक हरफनमौला खिलाड़ी है। टाइप 26 फ्लोरोरबर, जिसे आमतौर पर चीन में नंबर 2 रबर के रूप में जाना जाता है, इसी प्रकार का है। यह वर्तमान में सबसे आम फ्लोरोरबर किस्म है, जो पूरे फ्लोरोरबर का 80% से अधिक है।
(2) टेट्राफ्लोरोएथिलीन (टीएफई), हेक्साफ्लोरोप्रोपाइलीन (एचएफपी) और विनाइलीडीन फ्लोराइड (वीडीएफ) का टेरपोलिमर। टेरपोलिमर में बाइनरी कॉपोलिमर (आमतौर पर 68% से 69%) की तुलना में अधिक फ्लोरीन द्रव्यमान अंश होता है, इसलिए उनके पास बेहतर रासायनिक प्रतिरोध, विशेष रूप से हाइड्रोकार्बन प्रतिरोध होता है। इसके अलावा, इसमें बेहतर उच्च तापमान प्रतिरोध है और इसे 250 डिग्री से ऊपर के वातावरण में लंबे समय तक इस्तेमाल किया जा सकता है, लेकिन कम तापमान वाले वातावरण में इसकी दबाव-वहन क्षमता और लोच तदनुसार कम हो जाएगी। टाइप 246 फ्लोरोरबर, जिसे आमतौर पर चीन में नंबर 3 रबर के रूप में जाना जाता है, इसी श्रेणी में आता है।
(3) टेट्राफ्लोरोएथिलीन (टीएफई), फ्लोरिनेटेड विनाइल ईथर (पीएमवीई) और विनाइलिडीन फ्लोराइड (वीडीएफ) का टेरपोलिमर। पीएमवीई को शामिल करने से उत्पाद पहले दो प्रकार के उत्पादों की तुलना में कम तापमान पर अधिक लचीला हो जाता है। इस एफकेएम में फ्लोरीन तत्व का द्रव्यमान अंश 62% से 68% के बीच है।
(4) टेट्राफ्लुओरोएथिलीन (टीएफई), प्रोपलीन और विनाइलीडीन फ्लोराइड (वीडीएफ) टेरपोलिमर। इस प्रकार के एफकेएम ने क्षार और अन्य ध्रुवीय समाधानों के प्रति प्रतिरोध बढ़ा दिया है, लेकिन इसकी सूजन का प्रदर्शन खराब हो गया है, और इसका फ्लोरीन तत्व द्रव्यमान अंश लगभग 67% है।
(5) टेट्राफ्लोरोएथिलीन (टीएफई), हेक्साफ्लोरोप्रोपाइलीन (एचएफपी), एथिलीन, फ्लोरिनेटेड विनाइल ईथर (पीएमवीई) और विनाइलिडीन फ्लोराइड (वीडीएफ) के पांच-सदस्यीय कॉपोलीमर। इस प्रकार का एफकेएम ध्रुवीय समाधानों और उच्च तापमान हाइड्रोजन सल्फाइड के प्रतिरोध के लिए जाना जाता है।