(TFE) – Hệ diamine

Vietrubber - Đệm cao su viton

Có ba hệ chất kết mạng thương mại chính được sử dụng cho dipolymer VDF/HFP và terpolymer VDF/HFP/TFE. Hai hệ diamine và bisphenol dựa trên sự dehydrofluorinate hóa để hình thành các liên kết đôi trên chuỗi polymer, sau đó là phản ứng của các diamine hoặc bisphenol này vào các liên kết đôi để hình thành các liên kết mạng. Trong khi đó, hệ kết mạng peroxide sử dụng các vị trí kết mạng brom hoặc iod. Bài viết này sẽ tổng quan về việc dùng hệ diamine kết mạng cho fluororelastomer loại VDF/HFP/(TFE).

Hệ kết mạng thực tế gồm các dẫn xuất diamine kèm với magie oxyt. Dẫn xuất diamine hoạt động như chất dehydrofluorinate hóa và chất kết mạng, trong khi magie oxyt hấp thu HF hình thành. Việc sử dụng dẫn xuất diamine là để giảm nhẹ hoạt tính và cho phép gia công an toàn hơn, do các diamine có khả năng phản ứng ở nhiệt độ thấp. Các dẫn xuất được sử dụng rộng rãi là muối carbamate của hexamethylene diamine ⁺H₃N–(CH₂)₆–NH–COO^– (Diak No.1), dẫn xuất dicinnamylidene FCH=CH–CH=N–(CH₂)₆–N=CH–CH=CHF (Diak No. 3), trong đó F tượng trưng cho nhóm phenyl. Nước được hình thành từ sự trung hòa HF bởi MgO phải được loại bỏ bởi quá trình kết mạng tiếp tục sau đó trong lò sấy không khí. Với sự hiện diện của nước trong cao su lưu hóa ở nhiệt độ cao, sự thủy phân các liên kết mạng có thể xảy ra, các cấu trúc carbonyl hình thành trên các chuỗi polymer với sự tái sinh chất kết mạng amine.

Hiện này, hệ kết mạng diamine được sử dụng tương đối ít. Hệ này không có tính ổn định gia công, tạo sự kết mạng sớm ở 100^oC tới 140^oC và kết mạng tương đối chậm ở nhiệt độ đúc khuôn (160°C tới 180°C). Các tính chất cao su lưu hóa tốt, nhưng tính kháng biến dạng nén ở nhiệt độ cao là bình thường, và sự giữ lại các tính chất vật lý khi tiếp xúc thời gian dài ở nhiệt độ trên 200^oC là tương đối kém.

Sự kết mạng diamine cũng giúp ta hiểu rõ vấn đề giòn, dễ vỡ của đệm làm kín được làm từ fluoroelastomer VDF/HFP/TFE khi tiếp xúc thời gian dài ở nhiệt độ cao với chất bôi trơn ô tô. Dầu động cơ và chất bôi trơn truyền động chứa một lượng lớn các chất ức chế ăn mòn kim loại và chất phân tán, và khi chúng phân hủy sẽ hình thành các amine đa chức. Những amine này có thể phản ứng để hình thành thêm các liên kết mạng đủ để dẫn đến độ cứng quá dư và sau cùng là hư hỏng đệm làm kín. Sử dụng của các terpolymer có hàm lượng fluor cao giảm đáng kể sự trương nở bởi dầu và sự xâm nhập của các amine, vì vậy làm giảm tối thiểu sự tạo thành liên kết mạng thêm vào và tăng tuổi thọ của đệm làm kín.

Tham khảo từ tài liệu Fluoroelastomers Handbook: The Definitive User's Guide and Databook, Albert L. Moore, William Andrew, 2006, trang 78 – 79

(vtp-vlab-caosuviet)