Vật liệu fkm là gì? Cao su FKM cho gioăng O-ring

Vật liệu fkm là gì?

FKM (Fluoroelastomer, còn gọi FPM) – thương hiệu Viton® – là một nhóm cao su tổng hợp chứa flo (fluoropolymer) có khả năng chịu nhiệt, dầu và hóa chất rất cao. Vật liệu FKM được DuPont (hiện Chemours) phát triển từ năm 1950 nhằm đáp ứng yêu cầu về gioăng chịu môi trường khắc nghiệt (ngành hàng không vũ trụ, ô tô, dầu khí). Về cấu trúc, FKM là một copolymer chứa nhóm vinylidene fluoride (VDF) và hexafluoropropylene (HFP) cùng các monome hydrocarbon (cacbon). 

FKM có hàm lượng flo cao (thông thường ~65–70 % trong Viton A), giúp vật liệu này chống được hầu hết hóa chất, xăng dầu, axit, dung môi halogen hóa… đồng thời ổn định ở nhiệt độ cao. Tuy vậy, hàm lượng flo cao cũng khiến FKM kém linh hoạt ở nhiệt độ rất thấp (thường từ khoảng –20°C). FKM được phân loại theo tiêu chuẩn ASTM D1418 (ký hiệu FKM, hạng A/B/F/GF…) hoặc ISO 1629 (ký hiệu FPM). Viton® chỉ là tên thương mại nổi tiếng của FKM.

Tính chất cơ lý và hóa học của FKM

Chịu nhiệt độ cao: 

Cao su FKM có dải nhiệt độ làm việc rất rộng, khoảng –20°C đến +200°C trong điều kiện liên tục. Trong thời gian ngắn nó có thể chịu được nhiệt độ cao hơn (lên đến ~250°C). Điều này vượt trội so với cao su NBR, EPDM thông thường (NBR cỡ –40 đến +100°C, EPDM cỡ –50 đến +150°C), và ngang với silicon loại tốt. Nhờ chịu nhiệt tốt, FKM được dùng cho vòng đệm trong động cơ đốt trong, thiết bị khí nén, hệ thống thủy lực áp suất cao v.v.

Kháng hóa chất vượt trội: 

Liên kết C–F mạnh khiến FKM hầu như bất khả xâm phạm bởi hầu hết tác nhân hóa học thông thường. Viton kháng tuyệt hảo với dầu mỏ, xăng, nhiên liệu hàng không, dầu khoáng, axit vô cơ đậm đặc, dung môi hữu cơ halogen hóa, các dầu mỡ động/thực vật… theo đánh giá “tốt đến xuất sắc”. Ngược lại, cao su NBR và EPDM sẽ bị ăn mòn khi tiếp xúc lâu với các hóa chất này. Ví dụ, FKM kháng hầu hết hydrocarbon thơm, halogenated solvents, axit/kiềm mạnh (đặc biết ở 200–250°C), trong khi EPDM chỉ giỏi chống ozone, acid loãng, hơi nước còn NBR chủ yếu chịu dầu khoáng và nhiên liệu nhờ cấu trúc nitril.

Chịu thời tiết, ozone, UV: 

FKM có khả năng chịu lão hóa rất tốt. Nó không bị giòn dưới tác động của ôzôn, tia UV hay thời tiết khắc nghiệt. Nhờ vậy, gioăng FKM bền bỉ trong điều kiện ngoài trời hay môi trường hóa chất ăn mòn (ví dụ van hệ lạnh, gioăng điện mặt trời).

Độ bền cơ học và kháng mài mòn: 

FKM có độ bền kéo và đàn hồi cao, độ giãn lớn (có thể đạt ~200–500% tùy hợp chất), giữ kín tốt sau khi chịu nén lâu. Độ cứng thường ở khoảng 50–95 Shore A tuỳ công thức (đa phần dùng ~70–80A). Tính kháng mài mòn của FKM ở mức khá (từ “trung bình” đến “tốt”), đạt yêu cầu đối với các gioăng tĩnh hoặc động ở áp suất vừa.

Tiêu chuẩn liên quan: 

FKM thường được chế tạo theo tiêu chuẩn ASTM D2000 (phân loại HK) và ISO 1629 (FPM) nhằm đảm bảo tính đồng nhất. Các gioăng O-ring FKM tiêu chuẩn tuân chuẩn AS568 (tiêu chuẩn Mỹ) hoặc ISO 3601 (Châu Âu) về kích thước ren. Ví dụ, dòng Viton® HK thường ứng dụng cho O-ring chịu nhiệt và hóa chất (ứng với AS568-A, dải –25°C đến +230°C theo Apple Rubber). Với các yêu cầu đặc biệt, có các phiên bản FDA-approved (thực phẩm, y tế) hoặc FFKM (perfluoroelastomer, chịu nhiệt lên tới +316°C) chuyên dụng.

So sánh FKM – NBR – EPDM – Silicone

Các cao su kỹ thuật tiêu chuẩn thường được lựa chọn cho gioăng là NBR, EPDM, FKM và silicone (VMQ). Bảng dưới đây so sánh một số tiêu chí cơ bản của chúng:

Các số liệu trên lấy ví dụ điển hình từ tài liệu kỹ thuật: NBR có độ bền nhiệt giới hạn (~+100°C liên tục) và ổn định từ –40°C, EPDM từ –50°C đến +150°C; FKM Viton tăng lên ~+230°C. Ngoài ra, NBR dễ sản xuất giá rẻ nên phù hợp hàng tiêu chuẩn, trong khi FKM thường có giá cao hơn nhiều nhưng lại mang lại hiệu năng vượt trội trong môi trường khắc nghiệt. Silicone có dải nhiệt độ rộng nhất nhưng hạn chế về kháng dầu, còn EPDM có khả năng kháng thời tiết và nước rất tốt.

Xem thêm: Zoăng là gì? Tiêu chuẩn zoăng cao su gia công

Sự khác biệt giữa gioăng O-ring Fluorocarbon (FKM) và Perfluorocarbon (FFKM) là gì?

Mặc dù FKM và FFKM có thể chia sẻ một số đặc tính chung, nhưng chúng có sự khác biệt rõ rệt về thành phần hóa học và ứng dụng.

Vật liệu fluorocarbon (FKM) thường được sử dụng trong các ứng dụng nhiệt độ cao lên đến 400°F (khoảng 204°C) hoặc trong môi trường yêu cầu khả năng kháng hóa chất và dung môi tốt. Việc chọn sai vật liệu không tương thích có thể dẫn đến hiện tượng hỏng sớm, thậm chí là hư hỏng nghiêm trọng. 

Trong khi đó, vật liệu perfluorocarbon (FFKM) có giá thành cao hơn đáng kể so với FKM thông thường, và thường chỉ được sử dụng trong các môi trường và ứng dụng cực kỳ khắc nghiệt. FFKM có thể chịu được nhiệt độ lên đến 625°F (khoảng 329°C) và có khả năng chống chịu rất rộng với hóa chất mạnh và điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Bảng nhiệt độ vật liệu cao su kỹ thuật tham khảo

• Nhiệt độ được thể hiện theo đơn vị Fahrenheit (°F).

• Bảng cho thấy hiệu suất nhiệt độ của từng loại vật liệu, rất quan trọng khi lựa chọn gioăng, o-ring, hoặc các chi tiết cao su trong sản xuất OEM.

Ứng dụng tiêu biểu của gioăng O-ring FKM

Nhờ tính năng ưu việt trên, O-ring FKM (Viton) được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp yêu cầu:

Ô tô: 

Gioăng phốt động cơ, vòng đệm hệ thống nhiên liệu, thủy lực phanh… chịu nhiệt độ cao, dầu động cơ, nhiên liệu và mài mòn. (Viton thường dùng cho xăng dầu và dầu hộp số).

Dầu khí – Hóa chất: 

Gioăng van, bơm, vòi phun và thiết bị chịu áp suất cao trong lọc dầu, khoan khai thác, hóa chất ăn mòn (axit, xăng dầu, khí ngưng tụ).

Hàng không – Hàng hải: 

Vòng làm kín nhiên liệu máy bay, ống thủy lực, khí ga trên tàu chịu nhiệt độ và áp lực khắc nghiệt, cùng rung động. FKM cũng được sử dụng trong hệ thống hàng không vũ trụ do khả năng chịu hóa chất và nóng chảy (so với silicone thì FKM chịu xăng dầu tốt hơn).

HVAC (điều hoà không khí) và chế tạo máy lạnh: 

Gioăng máy nén lạnh chịu dầu máy, nhiệt độ cao và ozone trong môi trường gas lạnh.

Thiết bị y tế và dược phẩm: 

Ở những ứng dụng yêu cầu chịu hóa chất mạnh (ví dụ hệ thống dẫn truyền dung dịch thử nghiệm, máy ép tổ chức, thiết bị sterilization), FKM grade FDA có thể được dùng. Tuy silicone chiếm ưu thế trong ngành y tế nhờ tính mềm, FKM vẫn được dùng nơi cần độ bền và kháng dầu cao.

Chế biến thực phẩm – Y tế: 

Đối với ứng dụng nhiệt độ cao, chịu hóa chất khử trùng, FKM cũng có vài ứng dụng (dòng FKM đặc biệt FDA/food grade).

Các ngành công nghiệp khác: 

Sản xuất hóa chất, máy móc công nghiệp chịu nhiệt, hệ thống hơi nước.

Gia công cao su FKM, EDPM, NBR, Silicone - TKV Hà Nội

Cao su FKM (Viton) là vật liệu gia công hàng đầu cho vòng đệm, gioăng làm kín đòi hỏi chịu nhiệt, dầu mỡ và hóa chất khắc nghiệt. So với cao su kỹ thuật khác như NBR hay EPDM, FKM có độ bền và tuổi thọ cao hơn đáng kể trong các ứng dụng công nghiệp nặng. Tuy giá thành cao, việc sử dụng FKM cho O-ring trong thiết bị cho phép kéo dài tuổi thọ thiết bị và giảm chi phí bảo trì nhờ chất lượng và độ tin cậy vượt trội.

Nếu Quý khách cần các vòng đệm, gioăng O-ring từ cao su FKM hoặc silicone được thiết kế theo tiêu chuẩn OEM, xin vui lòng liên hệ TKV – đơn vị chuyên gia công sản phẩm cao su kỹ thuật theo yêu cầu. Chúng tôi cung cấp các loại gioăng cao su, silicone, được kiểm định chất lượng, phù hợp cho mọi ứng dụng kỹ thuật nghiêm ngặt.

Xem thêm: Oring chịu nhiệt là gì? Oring cao su chịu nhiệt

CÔNG TY TNHH SX & TM TKV HÀ NỘI

Địa chỉ: Số 1, ngõ 19, phố Lương Khánh Thiện, quận Hoàng Mai, thành phố Hà Nội

Hotline: 0966851499 - 0889914599

Email: tkvhanoi@gmail.com

Website: Silicones.vn