工业用弹性体市场的定义是极端的。无论是化学兼容性、等离子体电阻、高低温或其他特性，工程师都要求尽可能高的性能。更高的性能使制造商能够通过创新或效率来构建流程或产品，从而获得竞争优势。
在半导体行业，oem和芯片制造商使用的密封件，如Greene Tweed的Chemraz®弹性体，必须在高温下工作。
值得注意的是，人们对高使用温度的兴趣持续增加，这是许多应用中重要的弹性体特性。目前，高端全氟弹性体的使用温度徘徊在300-320°C之间，客户正在寻找能够进一步提高这一极限的材料。亚博网站下载弹性体供应商面临的挑战不仅是开发能够提供更高使用温度的材料，而且还要可靠地测量这些特性，以满足客户的要求。亚博网站下载长期压缩集试验为新型FKM和FFKM材料的高温使用提供了一种有效的数据驱动方法。亚博网站下载
市场压力与历史实践
许多行业都存在对更高使用温度的需求。例如，在石油和天然气勘探和加工中的高压、高温应用，激发了人们对能够承受高温和高负荷的弹性密封件的兴趣。半导体行业对温度性能也有浓厚的兴趣。芯片的持续小型化推动了新工艺的发展，以塑造更小的特征。这些过程可能包含侵略性的化学反应和/或更高的温度。因此，制造设备中的密封元件必须与工艺兼容，否则它们可能会降解。app亚博体育这可能导致密封力的损失，并可能释放外来颗粒到芯片上，导致不良的缺陷。yabo214因此，高性能密封的价值是通过减少设备停机时间和减少缺陷提高产量来实现的。app亚博体育
在为应用选择弹性体时，标准问题是:“这种化合物的最高使用温度是多少?”应用工程师的回答往往是一样的:“视情况而定。”什么是应用程序?在这样的温度下会暴露多久?它会经历温度循环吗?这些都是确保合适人选的重要问题。然而，从根本上说，他们的答案将围绕一种材料确定的温度范围。
历史上，上端使用温度是通过各种方式确定的。它有时是基于聚合物原料供应商的推荐，或在某些情况下，通过类比较早的相关化合物。对于已确定的弹性体配方，使用温度的准确性可以通过从客户那里收集到的性能反馈来判断。对于新开发的化合物，这些估计方法可能不准确。客户理所当然地期望对材料的温度能力进行科学的、数据驱动的测定。为了适应这一点，一种通用测试程序的新应用提供了有关高使用温度的可靠信息。
交联化学对温度特性的影响
相对于碳氢橡胶材料，氟弹性体(FKMs)提供了更高的热稳定性，亚博网站下载耐化学性和可比的机械性能。全氟弹性体(FFKMs)提供了高性能材料的下一个发展，具有最高的温度能力和最广泛的耐化学性的任何橡胶材料。亚博网站下载它们被用于最恶劣的环境中的密封，包括飞机发动机中的燃气涡轮、化工厂中的加工泵、石油和天然气勘探的井下钻井设备以及半导体加工设备中的腔室密封。app亚博体育
聚合物链的交联使橡胶化合物具有弹性体特性。一种特殊的弹性体是如何交联的，对该材料的使用温度有很大的影响。检测含氟弹性体和全氟弹性体的聚合物组成和交联结构有助于了解这些材料的性能和性能。亚博网站下载
FFKM弹性体的全氟碳骨架是其优异的耐化学性和高热稳定性的主要原因。固化位点单体的加入和随后的全氟聚合物链的交联(或固化)赋予了材料弹性，并允许材料在压缩后恢复到接近其原始形状。ffkm的固化一般分为两类:过氧化氢和丁腈。如果碱基聚合物中包含了适当的固化位点单体，则fkm也可以进行过氧化物固化。过氧化氢和腈固化类的固化过程通过固化位点单体与固化和/或催化剂之间的反应连接单个聚合物链。治疗剂是一种单独的成分，通常在合成过程中被加入。除了基础聚合物的选择外，固化剂的选择也是达到最佳材料性能的关键。为了演示压缩集测试方法，Greene, Tweed公司的Advanced Technology Group对一种FKM化合物和三种FFKM化合物进行了评估，这三种化合物都具有不同的交联化学成分。
压缩集测试方法
长期压缩试验是确定材料使用温度的一种方法。压缩集表示弹性体在温度下承受压缩载荷时发生永久变形的趋势。因此，抗压缩集的材料在压缩载荷被移除后能够恢复到接近其原始截面。对于弹性体化合物来说，这是一个重要的特性，其目标是在使用过程中保持密封力。
温度是弹性体在应用中压缩集度增加的最重要因素。随着时间的推移，化合物中的化学键会降解，材料开始失去弹性。这个过程随着温度的升高而加快。通过测量弹性体在多个时间点的不同温度下的压缩集，可以估算出最高使用温度。我们已经将其定义为在1000小时后密封具有80%压缩的温度。虽然这代表长期(6周)连续使用温度，材料也可以处理较短的行程(< 1周)到更高的温度。
这种方法对客户有很多好处。这些测试可以在实验实验室环境中相对容易地进行，因此不会将大量的设备投资传递给客户。app亚博体育此外，压缩集是评估任何新材料的例行测试——这种方法只是扩展了它的效用，以确定使用温度上限。更重要的是，在典型的密封应用中，材料在很长一段时间内都处于压缩状态。在压力环境下评估温度特性比在没有材料压缩的情况下评估热性能更能接近现场性能。
结果表明，上使用温度与弹性体类别、固化体系和固化剂选择有明显的相关性。与已知的使用性能一致，腈固化FKM材料表现出最高的温度性能，过氧化物固化FKM表现出最低的温度性能。在过氧化物固化FFKM类中，双烯烃固化被证明优于TAIC，这可能是因为在与TAIC的交联结构中包含了更多的烷基碳氢键。亚博网站下载含有更多碳氢键(比碳氟键弱)的材料往往具有最低的使用温度。
压缩集测为高性能弹性体研发建立温度特性
结果表明，压缩试验可以可靠地确定FKM和FFKM弹性体的最高使用温度。利用这种方法，Greene, Tweed的研究和开发得到了有效的工具的支持，可以区分其他相似的化合物，从而形成具有一贯优越温度特性的弹性体化合物。此外，该测试为半导体行业的客户提供了有价值的数据，以及其他有兴趣在将化合物纳入工艺或产品之前了解材料性能以达到更高可靠性水平的客户。最终，通过对弹性体的压缩测试来确定使用温度上限，将使Greene, Tweed的客户能够创新在更高温度下工作的弹性体，并为他们所依赖的材料的性能提供更大的信心。亚博网站下载
来源:https://www.gtweed.com/