フッ素ゴムは蛍石から取り出した無水フッ酸を用いてクロロアルカンをフッ素化して得られるクロロフルオロカーボン(CFC)やハイドロクロロフルオロカーボン(HCFC)から合成される含フッ素オレフィンを原料として作られます。

種々の含フッ素オレフィンとエチレンやプロピレンを共重合させて製造されており、加硫系もポリオール加硫、ポリアミン加硫、パーオキサイド加硫の三種類が存在します。重合方法は主に乳化重合が用いられていますが、モノマーである含フッ素オレフィンは常温で気体であるため、水を入れた重合槽にモノマーを圧入し、加圧した状態で開始剤を添加して反応を開始します。

FKMは高い耐熱性、耐薬品性、耐油性をもつことから過酷な環境にも耐えるゴムとして自動車を中心に化学プラント、半導体製造機、一般産業機器などに幅広く用いられています。

FKMの耐熱性や耐薬品性が良好なのは次の2点が主に挙げられます。

①C-F結合がC-H結合に比べて結合エネルギーが高く、結合が切れにくいこと

②フッ素原子の半径が大きく、C-F結合がC-C結合を覆うように存在するため、C-C結合に熱や薬品が届きにくいこと

フッ素ゴムのポリマー

FKM生ゴム

フッ素ゴム

※一般的な配合のデータであり、配合によっては異なったデータとなる

チェック

耐熱性、耐薬品性、耐油性に優れる

チェック

汚染性が低い

バツ

高コスト

FKMは種々の含フッ素オレフィンとエチレン、プロピレン、フッ化ビニルエーテル(FVE)などの共重合によって得られ、ASTM規格ではFKMとして5種類が登録されています。これらを構成する含フッ素オレフィンには次の4つがあります。

・ビニリデンフルオライド(VdF)

・ヘキサフルオロプロピレン(HFP)

・テトラフルオロエチレン(TFE)

・パーフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)

Type1(二元系) VdF-HFP

低温性と耐薬品性のバランスが良く、圧縮永久ひずみも良好です。フッ素ゴムの市場の70%以上がこのタイプです。

ポリオール加硫、パーオキサイド加硫、ポリアミン加硫が可能です。

FKM type1

Type2(三元系) VdF-HFP-TFE

Type1に比べてフッ素含有量が多く耐薬品性に優れますが、低温性に劣ります。

ポリオール加硫、パーオキサイド加硫、ポリアミン加硫が可能です。

FKM type2

Type3 VdF-FVE-TFE

Type2HFPをビニルエーテルに変えて低温性を改良したタイプです。

パーオキサイド加硫のみ可能です。

FKM type3

Type4 VdF-TFE-Propylene

FEPM(TFE-Pr共重合体)の低温性や加硫性を改良したタイプです。

ポリオール加硫、パーオキサイド加硫が可能です。

FKM type4

Type5 VdF-HFP-TFE-FVE-Ethylene

Type3のFKMにエチレンとPMVEを共重合させることで耐アルカリ性を改良したタイプです。

パーオキサイド加硫のみ可能です。

FKM type5

硬さ( デュロA ) 60 70 80
引張強さ( MPa ) 10.0 17.0 13.0
伸び( % ) 350 300 250
使用温度( ℃ ) -20 ~ 230
体積抵抗( Ω・cm, 25℃ ) 1015~ 1018

※上記特性データについては参考値であり保証値ではありません


フッ素ゴムの持つ耐熱性、耐油性、耐薬品性はほかのゴムに対して卓越しています。

そのため、高温かつ耐油性が求められる自動車のエンジン部品や耐薬品性をいかした化学分野、医療分野での利用が特徴的です。

使用される分野 製品名
自動車部品(7割程度) 燃料ホース・Oリング・エンジン・耐熱耐薬品用シール部品
化学・半導体用途 半導体製造装置シール材・化学プラント用メカニカルシール・手袋
医療機器部品 内視鏡チューブ
住宅用品 水回りパッキン

参照:

・岸根充(2000)「フッ素ゴム」奥寺通夫・粷谷信三・西敏夫・山口幸一『ゴムの事典』pp.189-194 朝倉書店

・ダイキン工業株式会社(2016)『高機能フッ素ゴム ダイエル ハンドブック』

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