アニュラー噴出防止装置で使用することができるパッカユニット105、200であって、ポリマー鎖を有するカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの化合物を含むエラストマー本体107と、前記ポリマー鎖に結合されたある量のフッ素原子202とを含み、前記化合物が、50から60の間のXNBRと、25から35の間のカーボンブラックとを含み、残りが他の材料を含み、前記エラストマー本体がフッ素化されるとき、前記量のフッ素原子が前記ポリマー鎖から少なくとも同量の水素原子を変位させる、パッカユニット105、200。前記化合物の前記フッ素原子の量と炭素原子の量の比が0.10から0.18の間にある、請求項1記載のパッカユニット。iポリマー鎖を有し、フッ素原子を有さないカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの対照化合物と、ii前記ポリマー鎖と、前記ポリマー鎖に結合された前記量のフッ素原子とを有する前記カルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの前記化合物との間の変化が、引張りに対して約-2、伸長に対して14、100モジュラスに対して-8、硬度に対して-2、および引裂に対して77である、請求項2記載のパッカユニット。前記他の材料が、硫黄、酸化防止剤、可塑剤、加工助剤、促進剤、およびZnOベース化合物を含む、請求項2記載のパッカユニット。iポリマー鎖を有し、フッ素原子を有さないカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの対照化合物と、ii前記ポリマー鎖と、前記ポリマー鎖に結合された前記量のフッ素原子とを有し、85°Cで約7日間ZnBr2に浸漬された前記カルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの前記化合物との間の変化が、引張りに対して約-19、伸長に対して-42、100モジュラスに対して34、硬度に対して3、引裂に対して-47、および体積に対して2.5である、請求項2記載のパッカユニット。iポリマー鎖を有し、フッ素原子を有さないカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの対照化合物と、ii前記ポリマー鎖と、前記ポリマー鎖に結合された前記量のフッ素原子とを有し、85°Cで約7日間ディーゼル油に浸漬された前記カルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの前記化合物との間の変化が、引張りに対して約-23、伸長に対して-31、100モジュラスに対して-15、硬度に対して-8、引裂に対して-59、および体積に対して19である、請求項2記載のパッカユニット。前記化合物の前記フッ素原子の量と炭素原子の量の比が0.18から0.26の間にある、請求項1記載のパッカユニット。iポリマー鎖を有し、フッ素原子を有さないカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの対照化合物と、ii前記ポリマー鎖と、前記ポリマー鎖に結合された前記量のフッ素原子とを有する前記カルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの前記化合物との間の変化が、引張りに対して約-16、伸長に対して21、100モジュラスに対して-31、硬度に対して-5、および引裂に対して50である、請求項7記載のパッカユニット。前記他の材料が、硫黄、酸化防止剤、可塑剤、加工助剤、促進剤、およびZnOベース化合物を含む、請求項7記載のパッカユニット。iポリマー鎖を有し、フッ素原子を有さないカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの対照化合物と、ii前記ポリマー鎖と、前記ポリマー鎖に結合された前記量のフッ素原子とを有し、85°Cで約7日間ZnBr2に浸漬された前記カルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの前記化合物との間の変化が、引張りに対して約-19、伸長に対して-41、100モジュラスに対して43、硬度に対して4、引裂に対して-37、および体積に対して2である、請求項7記載のパッカユニット。iポリマー鎖を有し、フッ素原子を有さないカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの対照化合物と、ii前記ポリマー鎖と、前記ポリマー鎖に結合された前記量のフッ素原子とを有し、85°Cで約7日間ディーゼル油に浸漬された前記カルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの前記化合物との間の変化が、引張りに対して約-16、伸長に対して-23、100モジュラスに対して-14、硬度に対して-11、引裂に対して-51、および体積に対して20である、請求項7記載のパッカユニット。前記化合物の前記フッ素原子の量と炭素原子の量の比が0.26から0.34の間にある、請求項1記載のパッカユニット。iポリマー鎖を有し、フッ素原子を有さないカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの対照化合物と、ii前記ポリマー鎖と、前記ポリマー鎖に結合された前記量のフッ素原子とを有する前記カルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの前記化合物との間の変化が、引張りに対して約-13、伸長に対して28、100モジュラスに対して-30、硬度に対して-5、および引裂に対して51である、請求項12記載のパッカユニット。前記他の材料が、硫黄、酸化防止剤、可塑剤、加工助剤、促進剤、およびZnOベース化合物を含む、請求項12記載のパッカユニット。iポリマー鎖を有し、フッ素原子を有さないカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの対照化合物と、ii前記ポリマー鎖と、前記ポリマー鎖に結合された前記量のフッ素原子とを有し、85°Cで約7日間ZnBr2に浸漬された前記カルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの前記化合物との間の変化が、引張りに対して約-17、伸長に対して-40、100モジュラスに対して36、硬度に対して3、引裂に対して-36、および体積に対して2である、請求項12記載のパッカユニット。iポリマー鎖を有し、フッ素原子を有さないカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの対照化合物と、ii前記ポリマー鎖と、前記ポリマー鎖に結合された前記量のフッ素原子とを有し、85°Cで約7日間ディーゼル油に浸漬された前記カルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの前記化合物との間の変化が、引張りに対して約-21、伸長に対して-23、100モジュラスに対して-24、硬度に対して-11、引裂に対して-49、および体積に対して20である、請求項12記載のパッカユニット。坑井に設置することができるアニュラー噴出防止装置101であって、長手軸のまわりで貫通して延在する孔を有するハウジングと、前記長手軸のまわりで前記ハウジングの内部に配置されたパッキングユニット105、200と、前記長手軸に沿って移動し、前記長手軸の方に前記パッキングユニット105、200を押し込めるように構成されたピストン117とを含み、前記パッキングユニット105、200が、ポリマー鎖を有するカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの化合物を含むエラストマー本体107と、前記ポリマー鎖に結合されたある量のフッ素原子202とを含み、前記化合物が、50から60の間のXNBRと、25から35の間のカーボンブラックとを含み、残りが他の材料を含み、前記エラストマー本体がフッ素化されるとき、前記量のフッ素原子が前記ポリマー鎖から少なくとも同量の水素原子を変位させる、アニュラー噴出防止装置101。前記化合物の前記フッ素原子の量と炭素原子の量の比が0.18から0.26の間にある、請求項17記載のアニュラー噴出防止装置。前記化合物の前記フッ素原子の量と炭素原子の量の比が0.26から0.34の間にある、請求項17記載のアニュラー噴出防止装置。ポリマー鎖を有するカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの化合物を含むエラストマー本体107と、前記ポリマー鎖に結合されたある量のフッ素原子202とを含むデバイスであって、前記化合物が、50から60の間のXNBRと、25から35の間のカーボンブラックとを含み、残りが他の材料を含み、前記エラストマー本体がフッ素化されるとき、前記量のフッ素原子が前記ポリマー鎖から少なくとも同量の水素原子を変位させる、デバイス。一例示的実施形態によれば、アニュラー噴出防止装置で使用されるパッカユニットがある。パッカユニットは、ポリマー鎖を有するカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの化合物を含むエラストマー本体と、ポリマー鎖に結合されたある量のフッ素原子とを含む。その化合物は、50から60の間のXNBRと、25から35の間のカーボンブラックとを含み、残りは他の材料を含み、エラストマー本体がフッ素化されるとき、ある量のフッ素原子がポリマー鎖から少なくとも同量の水素原子を変位させる。別の例示的実施形態によれば、坑井に設置されるアニュラー噴出防止装置がある。アニュラー噴出防止装置には、長手軸のまわりで貫通して延在する孔を有するハウジングと、長手軸のまわりでハウジングの内部に配置されたパッキングユニットと、長手軸に沿って移動し、長手軸の方にパッキングユニットを押し込めるように構成されたピストンとが含まれる。パッキングユニットは、ポリマー鎖を有するカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの化合物を含むエラストマー本体と、ポリマー鎖に結合されたある量のフッ素原子とを含む。その化合物は、50から60の間のXNBRと、25から35の間のカーボンブラックとを含み、残りは他の材料を含み、エラストマー本体がフッ素化されるとき、ある量のフッ素原子がポリマー鎖から少なくとも同量の水素原子を変位させる。さらなる別の例示的実施形態によれば、ポリマー鎖を有するカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーの化合物を含むエラストマー本体と、ポリマー鎖に結合されたある量のフッ素原子とを含むデバイスがある。その化合物は、50から60の間のXNBRと、25から35の間のカーボンブラックとを含み、残りは他の材料を含み、エラストマー本体がフッ素化されるとき、ある量のフッ素原子がポリマー鎖から少なくとも同量の水素原子を変位させる。明細書の一部に組み込まれ、それを構成する添付図面は1つまたは複数の実施形態を図示し、記述とともにこれらの実施形態を説明する。例示的実施形態の以下の説明は添付図面を参照する。異なる図面中の同じ参照番号は同じまたは同様の要素を特定する。以下の詳細な説明は本発明を限定しない。代わりに、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定される。以下の実施形態では、簡単にするために、アニュラーBOPシステムの術語および構造体に関して説明する。しかし、次に説明する実施形態はこれらのシステムに限定されず、所定の化学的および機械的特性をもつある特定のエラストマーを必要とする他のシステムに適用することができる。本明細書を通して一実施形態oneembodimentまたは実施形態anembodimentへの言及は、実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造、または特性が開示する主題の少なくとも一実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通して様々な箇所に一実施形態においてまたは実施形態においてという句が出現するが必ずしも同じ実施形態を参照していない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、1つまたは複数の実施形態において任意の好適な方法で組み合わせることができる。例示的実施形態によると、アニュラーBOPシステムのパッキングユニットのエラストマー本体を製作するための様々な可能な材料が、表面フッ素化され、次に、化学的および機械的特徴に関して試験された。扱った材料はベースライン材料と比較されている。従来のNBRポリマーマトリクスがベースライン材料として使用される。上述のFKM化合物も試験される。他の試験材料は、カルボキシル化ニトリルゴムXNBRおよび水素化ニトリルゴムHNBRに基づく化合物である。これらの材料の構造についての次に簡単に解説する。NBRは実際にはアクリロニトリルおよびブタジエンの不飽和コポリマーの複合体ファミリである。他の特性とのバランスにおいて適切なアクリロニトリル含有量のエラストマーを選択することによって、ゴム配合者は、石油、燃料、および化学的な耐性を必要とする多種多様な適用領域でNBRを使用することができる。大部分のNBR製造業者は少なくとも20個の従来のエラストマー変形形態を製作する。NBR生産者は、高温ポリマーおよび低温ポリマーを製作するために重合温度を変更する。アクリロニトリルACNとブタジエンBDとの比は、特定の石油および燃料耐性、ならびに低温要件向けに変更される。第3のモノマー例えば、ジビニルベンゼン、メタクリル酸を含む特製NBRポリマーも提供されている。あるNBRエラストマーは水素化されて、ポリマー主鎖の化学反応性が低減され、耐熱性が改善されている例えばHNBR。各修正ごとに、一意的に異なる特性が決定される。NBRポリマーの主鎖へのカルボン酸基の添加XNBRにより、処理特性および硬化特性を変更することができる。その結果は、引張り、引裂、モジュラス、および摩耗の耐性の改善によって調整され、強度増加したポリマーマトリクスである。悪影響には、圧縮永久歪み、耐水性、弾力性、およびいくつかの低温特性の低下が含まれる。NBR、HNBR、およびXNBRのこの説明から、これらの一群が異なる特性を有する多数の製品を含むことに留意されたい。したがって、フッ素化後により望ましい特性を示す1つまたは複数の成分を見い出すのは自明ではなくまたは簡単ではない。臭化亜鉛ブラインが流体密度を増加させるために掘削泥水および仕上溶液のいくつかで使用されたとき、アニュラーBOPに見い出される従来のニトリルエラストマーは臭化亜鉛流体に悪影響を示すことを坑井のオペレータは観測した。3つのBOPニトリル化合物表1を参照は3つのレベル、すなわち、レベルL低、レベルM中、およびレベルH高でフッ素化された。フッ素化レベルは、フッ素/炭素比に関して、例えばフッ素化サンプル表面における得られたフッ素原子の濃度によって特性化される。この比は、SEM-EDS走査型電子顕微鏡およびエネルギー分散システムによって決定することができる。3つのレベルL、M、およびHでフッ素化された1組のサンプルについて、フッ素原子と炭素原子との以下の比、すなわち、Lレベルでは0.10から0.18、Mレベルでは0.18から0.26、およびHレベルでは0.26から0.34が決定された。フッ素化サンプルは、対応する非フッ素化対照およびFKM化合物と並行して試験された。流体適合性試験が、後述のように、何日か例えば7日の間185°Fの高温でZnBr2ブラインならびにディーゼル油にサンプルを浸漬することによって実施された。NBR、XNBR、およびHNBR化合物の成分は市販の製品バッチから入手した。例えば、CP-X成分は、ベースポリマーXNBR、カーボンブラック、可塑剤、酸化防止剤、加工助剤、ZnOベース材料、硬化剤例えば、硫黄および促進剤などを含むことができる。1つの例示的実施形態では、CP-Xのサンプルは以下の量、すなわちそれぞれ100、52、5、3、4.2、10、および1.98の上記の成分を含む。このサンプルでは、XNBRの量は100であると見なされており、残りの成分は、XNBRの量100に対する質量または重量パーセントとして表される。別の例示的実施形態によれば、ポリマーの量は50から60の間であり、カーボンブラックの量は25から35の間であり、他の成分のすべてが一緒にサンプルの残りの割合を占める。1つの用途では、ポリマーの量は57であり、カーボンブラックは30であり、他の成分は13を占める。CP-Xは上記の組成のうちのいずれかを表すことが以下で理解されよう。サンプルは、ASTMD3182によって標準ASTMシート6×6×0.08inに圧縮成型された。硬化時間および温度は例えば320°Fで15分であった。引張り、引裂、および膨潤のサンプルは、切断縁部が浸漬試験中確実にフッ素化されたままであるようにフッ素化前にASTMダイスによってシートから切断された。フッ素化は、時間、温度、およびフッ素濃度などの様々なフッ素化条件の下で行われた。レベルL、M、およびHはテキサス州、ヒューストンのFluoro-SealInc.によって施された。硬度、引張り、および引裂などの物理的試験は以下の状態のサンプルに行われ、パーセント変化が以下で説明するように決定された。グループ1:非フッ素化サンプル対照またはレベル0。グループ2:フッ素化サンプルレベルL、レベルM、およびレベルH。レベルL、M、およびHは、Fluoro-Sealのレベル2、5、および9に対応する。グループ1に対するグループ2のパーセント変化はエラストマー物質へのフッ素化の効果を決定するために計算された。グループ3:対照およびレベルL、M、およびHの流体浸漬サンプル。グループ3のサンプルを、約185°F85°Cの高温で約168時間7日の間臭化亜鉛溶液ならびにオフロード2ディーゼル油に浸漬した。浸漬の終りに、浸漬標本を流体から取り出し、グループ1および2に適用されたものと同じ手順に従って、周囲環境で、これらの浸漬標本に対して物理的試験を実施した。パーセント変化は流体適合性を決定するために、非浸漬グループ1および2サンプルと比較して浸漬グループ3サンプルについて計算された。FKM化合物CP-Fはオリジナル状態および浸漬状態で試験された。物理的試験のために適用されたASTM規格を表2に列記する。無水ZnBr2および脱イオン水は、AlfaAesarChemicalCompanyから入手した。ZnBr2ブラインは、1.0リットルの脱イオン水に2.2kgのZnBr21.0ガロンの水当たり18.65ポンドのZnBr2を溶かすことによって製作された。フーリエ変換赤外線FTIR試験後述するがATR-FTIR分光計を使用して実施された。スペクトルのコピーが図に示される。高レベルのフッ素化サンプルの表面は、Caltex3Dデジタルビデオ顕微鏡システムによって観測された。表3は、非フッ素化対照およびフッ素化レベルL、M、およびHのCP-NNBR、CP-XXNBR、およびCP-HHNBR化合物の物理的特性を示す。オリジナルのものと比較したフッ素化後の物理的特性のパーセント変化がこの表に示される。FKM化合物CP-Fの物理的特性も比較のために表3に列記する。CP-NおよびCP-Hのフッ素化後の硬度変化は±2ポイント以内にあり、それは小さいと考えることができる。CP-Xでは、レベルMおよびHのフッ素化により、サンプルはレベルL-2ポイントよりも軟質-5ポイントの変化になった。CP-NおよびCP-HのレベルLサンプルの引張りおよび伸びの低下は約30であり、それはレベルMおよびHでは50以上に増加する。言い換えれば、中レベルおよび高レベルのフッ素化により、CP-NおよびCP-Hは引張り強度および極限伸びの半分超を失った。CP-Xでは、フッ素化により引張り強度は減少し、伸びは増加するが、これらの変化はどちらも30未満である。CP-NおよびCP-Hでは、フッ素化により100モジュラスこれは、長さについて100だけサンプルを変形させる既知の試験であるは増加する。しかし、CP-Xでは、100モジュラスはフッ素化によって減少し、その減少はレベルMおよびHに関してより顕著である。フッ素化により、CP-Xでは引裂強度が増加する。フッ素化後のCP-NおよびCP-Hでは、引裂強度は減少した。CP-NおよびCP-Hと比較すると、CP-Xのエラストマー物質へのフッ素化の効果は、特に、引張り、伸び、および引裂のような極限特性に関して、潜在的なBOP用途にとってより望ましくかつより肯定的である。表4は、100時間から200時間の間例えば185°F85°Cで168時間臭化亜鉛溶液に浸漬した後の非フッ素化対照サンプルおよびフッ素化レベルL、M、およびHサンプルの物理的特性を列記する。パーセント変化は表3に列記した非浸漬データに基づいて計算されている。FKMデータは、比較のために各表の右端の列に列記される。ZnBr2ブラインに浸漬した後、非フッ素化ニトリルの硬度は10ポイント以上増加した。レベルL、M、およびHのフッ素化により、CP-Xの硬度ショア-A変化は3または4ポイントに減少した。低レベルのフッ素化は、CP-NおよびCP-Hの硬度保持率をわずかに改善した。しかし、レベルMおよびHは、CP-NおよびCP-Hのショア-A変化を2から4ポイントに低減した。非フッ素化サンプルL-0では、ZnBr2ブラインは、CP-NおよびCP-Xの引張りに無視できるほどの変化をもたらしたが、CP-Hの引張りを増加させた。3つの非フッ素化ニトリルのすべてに対して、ZnBr2ブラインは伸長を減少させ、モジュラスを増加させた。引張りの保持、伸長の減少、およびモジュラスの増加により、サンプルはよりプラスチック様になった、言い換えれば、弾性が減少したが、それは望ましくない。これらの引張りの結果は硬度の結果と整合している、すなわち、ZnBr2ブラインエージングは非フッ素化ニトリルサンプルNBR、XNBR、またはHNBRを硬化または剛化する。弾性の低下は、ニトリルBOPパッキングユニットが臭化亜鉛環境中で特に高温において故障する主要な根本的原因である。ZnBr2ブラインに浸漬した後の伸長を、非フッ素化L-0サンプルとフッ素化レベルL、M、およびHサンプルとの間で比較すると、大幅な差はない。CP-NおよびCP-Hでは、ZnBr2浸漬後の伸長のパーセント変化はフッ素化とともに減少したが、それは、フッ素化がオリジナルの伸長を低減した、言い換えればベースラインを低下させたからである。非フッ素化CP-NおよびCP-Hの100モジュラス変化は300を超えるほどの高さである。低レベルのフッ素化により、これらの変化は減少したが、依然として200を超えている。中レベルのフッ素化はパーセント変化を50まで低下させたが、高レベルはパーセント変化を約20までさらに低減した。非フッ素化CP-Xは、CP-NおよびCP-Hの対照物よりもモジュラスのパーセント変化が少ないが、依然として100を超えるほどの高さである。フッ素化はこれらの変化を50未満にしたが、レベルL、M、およびHの間で大幅な差はない。ZnBr2浸漬のモジュラスへの影響は硬度への影響と整合している。ショア-A硬度および引張りモジュラスの両方は剛性を示すので、表4の結果は、高温でのZnBr2浸漬により、NBR、XNBR、およびHNBR化合物を含むニトリルはより堅くなるかまたは脆くなったが、それが臭化亜鉛環境中のBOPエラストマー故障の主要な根本的原因のうちの1つであることを示している。表面フッ素化は、臭化亜鉛ブラインへのニトリルの耐性、特に柔軟性を保持する能力を改善する。サンプルの引裂強度はZnBr2浸漬後に減少した。ZnBr2の引裂はフッ素化によって改善されない。3つのニトリルすべてについてフッ素化レベルの増加とともに引裂強度が減少する傾向は引張り強度の場合と極めて類似している。表4はZnBr2浸漬後の膨潤体積変化を示している。フッ素化により、3つの試験した化合物のすべてについて体積膨潤が減少した。体積膨潤の減少は、特にCP-NおよびCP-Hではフッ素化レベルの増加とともに改善している。全体として、表4に示されているように、ZnBr2浸漬はFKM化合物CP-Fへの影響はほとんどない。ZnBr2浸漬後のFKMに試験したいかなる物理的特性の変化も無視できる。表5は、100時間から200時間の間例えば185°F85°Cで168時間2ディーゼル油に浸漬した後の非フッ素化対照サンプルおよびフッ素化レベルL、M、およびHサンプルの物理的特性を列記する。ディーゼル油への浸漬は、石油およびガス分野でエラストマーに行われる標準試験である。ニトリルのZnBr2硬化と異なり、ディーゼル油はニトリルを軟化させる。ZnBr2ブラインは化学的にニトリルを攻撃し、その結果、エラストマーは酸化のために硬化するが、ディーゼル油はより物理的に可塑剤のように働いている。したがって、引張り強度および引裂強度がディーゼル油浸漬後減少したこと、およびモジュラスが減少したかまたはほぼ変わらなかったことは理解し得る。伸長は減少したが、その低下はZnBr2におけるほど厳しくない。表5は、ディーゼル油浸漬後の体積変化を示している。CP-Xでは、フッ素化したサンプルとフッ素化してないサンプルとの間の体積変化の差は非常に小さい。CP-NおよびCP-Hでは、レベルMおよびHのフッ素化により、ディーゼル油中の体積膨潤が著しく減少したが、それは、硬度およびモジュラスのより良好な保持と整合している。しかし、これは、極限特性引張り、伸長、および引裂の保持につながらなかった。ディーゼル油中のCP-Fの体積変化は2.99であり、それは、非フッ素化またはフッ素化され、試験されたニトリルよりも非常に低い。しかし、臭化亜鉛ブラインではFKMの膨潤の減少によりFKMの特性は改善されるが、ディーゼル油でのFKMの膨潤は非常に少ないので物理的特性の保持への利益はあまりもたらされない。一方、ニトリルのフッ素化により、臭化亜鉛ブラインへの耐性は増強されるが、ディーゼル油への耐性は増強されない。HDPE容器などのポリオレフィンのフッ素化は首尾よく商業化され、石油/燃料耐性は増強された。しかし、ニトリルのフッ素化は、対照のベースラインが本質的に石油/燃料耐性エラストマーである非フッ素化ニトリルであるので、ディーゼル油耐性を著しく改善することができない。研究したサンプルにフラウア原子flouratomが存在するのを確認するためにFTIR分析が行われた。図5~7は、それぞれ非フッ素化CP-N、CP-X、およびCP-HのFTIRスペクトルを示す。これらのスペクトルのIRバンドは、NBR、XNBR、またはHNBR化合物のスペクトルに見られる典型的なものである。例えば、図5に示されたバンド501は2つのピーク500および502を含む。これらのピークはいくつかの化学元素に対応し、ピークのサイズは対応する化学成分の量に関連する。図5~7の3つのスペクトルのすべてにおいて、3000~2850cm1の二重バンドはC-H結合に起因する。約2235cm1はCNニトリル三重結合からの弱いバンドである。1670~1640cm1のバンドは、未架橋箇所の炭素-炭素二重結合残部からのC=C結合を示す。CP-XはXNBRカルボキシル化ニトリルゴム化合物であるので、CP-Xはカルボキシル基の特性である1730~1697cm1に特有のバンド504を有する。図8はCP-FサンプルのFTIRスペクトルを示す。1270cm1から1100cm1の間の最も強力で最も広いバンドはCF2結合に対応づけられる。1470cm1から1320cm1の間のバンドはFKM主鎖のCH2CF2部分からのCH2結合に起因する。図9~17は、それぞれフッ素化したCP-N、CP-X、およびCP-H、ならびにレベルL、M、およびHのFTIRスペクトルを示す。C-F結合の存在は1200cm1のまわりの強力なバンドで検出され、それは非フッ素化ニトリルの場合の図5から7では見られないが、FKMの場合の図8では見られる。さらに、非フッ素化ニトリルの場合の図5~7で見られるCH結合3000~2850cm1およびC=C結合1670~1640cm1に対応するバンドは、図9~17ではフッ素化ニトリルのすべてについて減少した。多分、フッ素化中に、CH結合がCF結合によって置換され、一方C=C二重結合が切断され、その結果、CFCF結合が形成されている。2235cm1のIRバンドCNニトリル三重結合は大部分のフッ素化ニトリルのスペクトルに残っており、それは、CNニトリル基のうちの少なくともいくつかがフッ素化されなかったことを示している。非フッ素化CP-X図6で見られる1730~1697cm1カルボキシル基のIRバンドが、フッ素化CP-X図12~14では減少しており、それは、カルボキシル基がフッ素化中にフッ素と反応することに帰着する。この反応の正確な得られた化学構造はこの研究に基づいてははっきりは分からないが、CP-NおよびCP-Hと比較してCP-Xのフッ素化の特異性は確実である。これは、前の節で説明したような機械的および流体適合性の差異と整合する。言い換えれば、FTIRの結果は、すべてのフッ素化ニトリルにフッ素元素が存在することを明確に示している。フッ素化NBR、XNBR、またはHNBR化合物のFTIRスペクトルは、非フッ素化対照物よりもFKM化合物のFTIRスペクトルに似ている。ここで示したスペクトルはATR-FTIR試験から得られており、それは、数ミクロンの深さまでのサンプル表面の特性を決定する。フッ素化はニトリルエラストマーNBR、XNBR、およびHNBRの表面をFKM材料に非常に類似した層に変化させたことがFTIRから確認される。このフッ素化層は臭化亜鉛攻撃を阻止する障壁として働き、したがって、膨潤体積変化を低減し、臭化亜鉛ブライン環境における硬度およびモジュラスの保持を強化する。図18~20は、倍率300×による、それぞれ高レベルフッ素化CP-N、CP-X、およびCP-Hの表面の光学顕微鏡写真を示す。NBR化合物では、フッ素化によりフッ素化表面に小さい亀裂が生成されたことが報告されている。それぞれ図18および図20に示されるように、本試験において、高レベルフッ素化CP-NNBRおよびCP-HHNBRの表面に亀裂180が観測された。しかし、図19に示されるように、高レベルフッ素化CP-XXNBRの表面にはいかなる亀裂も見えなかった。図18および図20で見られた微小亀裂は、フッ素化CP-NおよびCP-Hの共通の引張り挙動、ならびにフッ素化CP-Xの特有の機械的性能を理解する重要な手がかりとなり得る。表3を参照しながら説明したように、フッ素化は、極限引張り特性、すなわち引張りおよび伸長を、CP-NおよびCP-Hでは実質的に低減したが、CP-Xでは実質的に低減しなかった。フッ素化CP-NおよびCP-Hの強度の低下は、フッ素化で生成された表面の微小亀裂に起因する可能性がある。引張り応力下で、亀裂は伝播し、より低い引張りおよび伸長で破滅的破壊をもたらす。したがって、CP-Xは、その巨大分子鎖に特有のカルボキシル基があるXNBR化合物であることが発見された。カルボキシル基を導入すると、ニトリルエラストマーの物理的特性、特に表面の耐摩耗性が改善される。本試験の示すところによれば、CP-XのXNBRサンプルはフッ素化の化学エッチングに対して強力な表面耐性を有する。高レベルフッ素化CP-Xでの図19に示されたような微小亀裂のない円滑な表面は、靱性の良好な保持、例えば引張りおよび伸長の良好な保持と整合する。高温の臭化亜鉛ブライン中に浸漬すると、NBRCP-N、XNBRCP-X、およびHNBRCP-Hを含むニトリルエラストマーは硬化および剛化されることが上記の試験に基づいて決定された。言い換えれば、ZnBr2流体にさらされると、ニトリルは柔軟性および弾性を失い、それは、ZnBr2環境中でのBOPエラストマー故障の主要な根本的原因となる。フッ素化はニトリルの表面にフッ素元素を化学的に結合し、フルオロカーボン層を形成する。したがって、形成されたフルオロカーボン障壁は、ニトリルマトリクスへのZnBr2ブラインの拡散を低減し、例えばニトリルのZnBr2膨潤を低減する。このフルオロカーボン保護層は、ZnBr2暴露中のニトリルの柔軟性および弾性の保持、例えば硬度およびモジュラスの保持を改善する。フッ素化は、フッ素化NBRおよびHNBRサンプルの表面に微小亀裂を生成し、それが引張りおよび伸長の低下をもたらす。フッ素化XNBRCP-X表面に微小亀裂は見られず、これは、本実験で見い出されたように、物理的摩耗だけでなく化学的フッ素エッチングに対しても摩耗耐性が優れていることに帰すことができ、引張りおよび伸長のより良好な保持をもたらす。本発見によれば、CP-XなどXNBR化合物の予想外の特性は、臭化亜鉛環境中のBOPエラストマー用途用にフッ素化するための第1の選択肢となり得ることがわかる。CP-NおよびCP-Hなどのフッ素化NBRおよびHNBR化合物では、フッ素化中に生成された微小亀裂は、ASTMダンベルクーポンの引張試験で不十分な極限特性をもたらす。亀裂が伝播し、より低い圧力またはより少ないサイクルで故障を発生させる場合、NBRおよびHNBRにフッ素化を適用するのは制限されることになる。NBRおよびHNBRの化合物では、フッ素化レベルの増加とともに、臭化亜鉛ブラインとの適合性は強化されるが、靱性は減少する。これらの特性のバランスのためオプションのフッ素化レベル、すなわちレベルMを使用することができる。図21に示した例示的実施形態によると、アニュラー噴出防止装置で使用することができるパッカユニット200は、ポリマー鎖を有するカルボキシル化ニトリルゴムXNBRベースポリマーのCP-X化合物を含むエラストマー本体105全本体の一部分だけが図に示されているを含む。ある量のフッ素原子がポリマー鎖に結合され、この量のフッ素原子が層202として示されている。フッ素原子はポリマー鎖に個々の原子例えば、Cに接続されることが理解されるべきである。フッ素原子の層202はエラストマー本体105の被覆として生じることができ、例えば、エラストマー本体105と周囲との間の界面を形成する。例示的実施形態によると、エラストマー本体がフッ素化されるとき、ポリマー鎖に結合するある量のフッ素原子は、ポリマー鎖から少なくとも同量の水素原子それはフッ素化前に鎖に結合されているを変位させる。しかし、鎖の炭素原子間の二重結合はフッ素化中に切断されることがあり、フッ素原子は対応する水素原子を除去することなくこれらの炭素原子に結合できるので、フッ素原子の量はより高くなることができる。本出願はパッカユニットに関して説明したが、フッ素化CP-X化合物は、石油およびガス産業で使用される他のデバイス、例えば、トップシール、ダイアフラム、ラムBOPなどで使用することができることに留意されたい。開示した例示的実施形態は、従来のユニットよりも良好に化学的劣化に耐えるパッカユニットおよび噴出防止装置を提供する。本説明は本発明を限定するものではないことが理解されるべきである。それどころか、例示的実施形態は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の趣旨および範囲に含まれる代替物、変更物、および均等物をカバーするものである。さらに、例示的実施形態の詳細な説明において、特許請求する本発明の包括的理解を提供するために多数の具体的詳細が記載されている。しかし、様々な実施形態がそのような具体的詳細なしに実施できることを当業者なら理解されよう。本例示的実施形態の特徴および要素は特定の組合せの実施形態で説明されているが、各特徴または要素は、実施形態の他の特徴および要素を用いることなしに単独で、または本明細書で開示した他の特徴および要素を用いたまたは用いない様々な組合せで使用することができる。本書は、開示された主題の例を使用して、任意のデバイスまたはシステムを製作および使用すること、ならびに任意の組み込んだ方法を実行することを含めて本発明を当業者が実施できるようにしている。主題の特許性のある範囲は特許請求の範囲によって規定され、当業者が思いつく他の例を含むことができる。そのような他の例は、特許請求の範囲の範囲内にあるものである。