氟橡胶的改性与发展
氟橡胶的改性与发展

氟橡胶的改性研究进展氟橡胶是上世纪50年代研制成功的主链或侧链的碳原子上连有氟原子的高分子弹性体。
氟橡胶具有优异的耐热性、耐候性、耐臭氧性、耐油性、耐化学品性,气体透过率低,且属于自熄型橡胶。
氟橡胶的缺点是弹性和耐寒性能差、加工性不良,而且价格颇为昂贵。
40多年来,其性能不断改进,使其已广泛地在各种要求耐介质、耐高温的密封部位、胶管、胶布和油箱等获得应用,成为不可替代的特种橡胶。
1 氟橡胶的主要性能1.1 常态下的力学性能 26型氟橡胶一般经配合后拉伸强度为10~20MPa;伸长率150%~300%;撕裂强度在20~40kN/m之间,但是它的弹性较差。
氟橡胶的摩擦系数(0.8)比丁腈橡胶的摩擦系数(0.9~1.5)小。
1.2 耐高温性能目前,氟橡胶的耐高温性能极好。
氟橡胶在200~250℃下可长期工作,在300℃时也可短时间工作,F246的耐热性能比F26略好。
氟橡胶的拉伸强度和硬度随温度升高而明显下降。
拉伸强度和硬度的变化特点是,在150℃以下,随温度升高而迅速降低;在150-260℃之间,随温度升高,下降趋势缓慢,见表1。
表1氟橡胶在不同温度下的性能变化━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 性能24℃ 50℃ 204℃ ─────────────────── 拉伸强度,MPa 16.8 3.4 2.0 拉断伸长率,% 330 120 80 邵尔A硬度,度 75 65 63━━━━━━━━━━━━━━━━━━━1.3 耐腐蚀性能氟橡胶具有卓越的耐腐蚀性能。
它对有机液体、不同燃料油和润滑油的稳定性优异,对大部分无机酸、碳氢化合物、苯和甲苯有良好的抗腐蚀性,仅仅不耐低分子的酯、醚、酮以及部分胺类化合物。
1.4 耐热水和过热蒸汽的性能橡胶对热水作用的稳定性,不仅取决于本体材料,而且决定于胶料的配合技术。
对氟橡胶来说,用过氧化物硫化的氟橡胶优于用胺类和酚类硫化体系的胶料。
应该说,氟橡胶的耐热水和过热蒸汽性能一般,它不如乙丙橡胶,在180℃×24h的过热水浸泡后体积变化不超过10%,物理性能没有太大的变化。
氟橡胶的生产现状及发展趋势

氟橡胶的生产现状及发展趋势氟橡胶是一种优异的高温、耐化学腐蚀和耐老化性能的橡胶材料,被广泛应用于航空航天、石油化工、汽车制造等领域。
本文将从氟橡胶的生产现状和发展趋势两个方面进行探讨。
一、氟橡胶的生产现状全球氟橡胶的主要生产国家有美国、日本、德国、中国等。
其中,美国是全球氟橡胶的主要生产国家,其拥有完善的生产技术和先进的生产设备。
日本在氟橡胶的研发和生产方面也处于领先地位,其产品质量稳定可靠。
德国以其严谨的工艺和高品质的产品在国际市场上享有很高的声誉。
中国在氟橡胶领域的发展也十分迅速,目前已成为全球最大的氟橡胶生产和消费国家。
氟橡胶的生产过程主要包括原料准备、制备橡胶混炼料、硫化等工序。
氟橡胶的主要原料是氟化碳、氟化钠等,通过一系列的化学反应和物理加工,将原料转化为橡胶混炼料。
然后,通过硫化等工艺,使橡胶混炼料形成具有特定性能的氟橡胶成品。
在生产过程中,还需要严格控制温度、压力等参数,以确保产品的质量稳定可靠。
二、氟橡胶的发展趋势1. 新材料的开发:随着科技的不断进步,人们对氟橡胶的性能要求也越来越高。
未来,氟橡胶的发展将重点关注新材料的开发,以提高其性能和适应更广泛的应用领域。
例如,开发高强度、高韧性的氟橡胶,使其在高温、高压等恶劣条件下仍能保持优异的性能。
2. 绿色环保:在氟橡胶的生产过程中,会产生大量的废水、废气和废渣。
为了减少对环境的污染,未来氟橡胶的生产将更加注重绿色环保。
例如,采用新型的废水处理技术,将废水中的有害物质进行有效处理,达到环保排放标准。
3. 自动化生产:随着自动化技术的不断发展,氟橡胶的生产将越来越趋向于自动化。
通过引入先进的生产设备和自动化控制系统,可以提高生产效率和产品质量,并减少人为因素对产品的影响。
4. 产业升级:氟橡胶作为一种高性能材料,具有广阔的应用前景。
未来,随着国内外市场对氟橡胶的需求不断增加,氟橡胶产业将迎来新一轮的升级。
例如,加大对氟橡胶研发和生产的投入,提高产品的技术含量和附加值,提升产业竞争力。
氟橡胶

氟橡胶概述[编辑本段]是含有氟原子的合成橡胶,氟橡胶具有耐高温、耐油及耐多种化学药品侵蚀的特性,是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等尖端科学技术不可缺少的材料。
近年,随着汽车工业对可靠性、安全性等要求的不断提升,氟橡胶在汽车中的用量也迅速增长。
氟橡胶(fluororubber)是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。
最早的氟橡胶为1948年美国DuPont公司试制出的聚-2-氟代-1.3-丁二烯及其与苯乙烯、丙烯等的共聚体,但性能并不比氯丁橡胶、丁橡胶突出,而且价格昂贵,没有实际工业价值。
50年代后期,美国Thiokol公司开发了一种低温性好,耐强氧化剂(N2O4)的二元亚硝基氟橡胶,氟橡胶开始进入实际工业应用。
此后,随着技术进步,各种新型氟橡胶不断开发出来。
中国从1958年开始也开发了多种氟橡胶,主要为聚烯烃类氟橡胶,如23型、26型、246型以及亚硝基类氟橡胶;随后又发展了较新品种的四丙氟橡胶、全氟醚橡胶、氟化磷橡胶。
这些氟橡胶品种都首先以航空、航天等国防军工配套需要出发,逐步推广应用到民用工业部门。
类型[编辑本段] 氟橡胶23,国内俗称1号胶,为偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物。
氟橡胶26,国内俗称2号胶,杜邦牌号VITON A,为偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物,综合性能优于1号胶。
氟橡胶246,国内俗称3号胶,杜邦牌号VITON B,为偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物,氟含量高于26胶,耐溶剂性能好。
氟橡胶TP,国内俗称四丙胶,旭硝子牌号AFLAS,为四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物,耐水蒸汽和耐碱性能优越。
偏氟醚橡胶,杜邦牌号VITON GLT,为偏氟乙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、硫化点单体四元共聚物,低温性能优异。
全氟醚橡胶,杜邦牌号KALREZ,低温性能优异,氟含量高,耐溶剂性能优异。
氟硅橡胶,低温性能优异,具有一定耐溶剂性能。
氟橡胶生产供应商不止杜邦一家,在中国市场上,进口氟橡胶供应商还有美国3M,日本的大金和欧洲的Solvay。
氟橡胶研究报告

氟橡胶研究报告氟橡胶是一种具有优异耐高温、耐腐蚀和耐化学性能的特种橡胶材料。
本文将从氟橡胶的特点、制备工艺、应用领域等方面进行探讨,为读者提供一份全面的氟橡胶研究报告。
一、氟橡胶的特点氟橡胶,又称FPM,是以氟化碳为原料制备而成的橡胶。
它具有出色的耐高温性能,能够在-40℃至+250℃的温度范围内保持良好的弹性和机械性能。
同时,氟橡胶还具有优异的耐油、耐溶剂及耐酸碱等化学性能,能够在各种恶劣的工作环境中长期稳定运行。
二、氟橡胶的制备工艺氟橡胶的制备主要通过聚合反应实现。
常用的制备方法包括溶液聚合法、乳液聚合法和悬浮聚合法。
其中,溶液聚合法是最常用的方法,通过将氟化碳溶解在有机溶剂中,加入引发剂和稳定剂,进行聚合反应,最终得到氟橡胶。
三、氟橡胶的应用领域由于氟橡胶具有优异的耐高温和耐腐蚀性能,因此在各个领域都有广泛的应用。
首先,在汽车工业中,氟橡胶被广泛应用于汽车密封件、油封和传动带等部件,能够满足高温、高压和耐油的要求。
其次,在化工行业,氟橡胶被用于制备耐酸碱、耐腐蚀的管道、阀门和密封件等设备。
此外,氟橡胶还被应用于航空航天领域,如制备液压系统密封件、导热板和耐火隔热材料等。
四、氟橡胶的发展趋势随着科学技术的不断进步,氟橡胶的性能也在不断提升。
目前,研究人员正在探索新型氟橡胶的制备方法和改性技术,以提高其耐高温、耐腐蚀性能。
同时,还有人在研究如何通过改变氟橡胶的微观结构,使其具有更好的机械性能和耐疲劳性能。
此外,随着环保意识的增强,研究人员正努力开发可再生的氟橡胶材料,以减少对环境的影响。
氟橡胶作为一种特种橡胶材料,具有优良的耐高温、耐腐蚀和耐化学性能,被广泛应用于汽车工业、化工行业和航空航天领域。
随着科学技术的进步,氟橡胶的性能和制备技术也在不断改进和创新。
相信在未来的发展中,氟橡胶将继续发挥重要作用,并为各个领域的发展做出更大的贡献。
氟橡胶的生产现状及发展建议

>,?>@新型橡胶,特点是在热和腐蚀性环境中能提
高工作温度极限并延长寿命, 主要用于制造包括密 封件在内的各种密封制品。日本旭硝子开发的
,?>@!%%A 和 BC 系列氟橡胶、日本合成橡胶公司生
产的 !%%@、 密封圈、 !9%3、 !9%<、 !9%? 等可用于轴封、 隔膜、 耐腐蚀衬里。这些材料耐热性、 耐候 + 型圈、 性、 耐化学腐蚀性良好, 尤其能耐高温、 高浓度化学 腐蚀。 不需硫化的氟橡胶: 该品种由日本大金公司开
发,具有氟橡胶的弹性和氟树脂优良的耐介质性 能。在加热情况下, 材料可象热塑性塑料那样熔融, 进行挤出、 注射、 模压加工, 特点是使用加工方便。 高 含 氟 橡 胶 : 日 本 大 金 公 司 开 发 的 D>E? 8
<?F!%%! 和 F8999 两 种 新 型 氟 橡 胶 属 于 这 类 橡 胶 。
第 !" 卷
第 !# 期
科技资讯 ・ 原材料
・ ・ &9
!" 国内氟橡胶发展建议
( 开发或引进国外氟橡胶新品种 !) 目前国外氟橡胶的发展趋势向高含氟、耐低 温、 耐碱方向发展, 美国、 日本等生产氟橡胶的大公 司开发上市了许多性能优异的新品种。主要有: 全氟醚橡胶: 主要由美国杜邦公司和日本大金 公司生产。该橡胶具有聚四氟乙烯的耐热、 高化学 稳定性、 耐除氟溶剂外的一切溶剂。接触过热蒸汽 的时间可长达一年, 在碱液中能使用 $%%% 小时。主 是目前耐 要用于&’%(&#%)连续工况时的密封制品, 热性能最好的橡胶。 偏氟乙烯系橡胶: 美国 $* 公司、 杜邦公司、 日本 的昭和电工、 住友和旭化成等均有生产, 其耐热性 能优异, 耐候性、 耐臭氧性、 耐油性、 耐药性均很好, 主要用于苛刻条件下的 + 型密封圈、 密封材料、 垫片 等工业用零件。 磷腈氟橡胶: 由美国 ,-./012/ 公司开发的 34, 橡 胶, 含氟量低( , 对许多化学介质有足够 $%5(6%5 ) 的耐受能力, 可以在 !7%) 以下长期工作。并具有优 异的低温弹性( , 性能类似于硅橡胶和其 896(&$%)) 它氟橡胶, 但它能弥补硅橡胶机械强度低和氟橡胶 也耐 耐低温性能差的特点, 其断裂强度为 7(!6*3: , 磨。四 氟 乙 烯 ; 丙 烯 橡 胶 : 美 国 <==12 公 司 生 产 的
国内氟橡胶产业发展趋势

国内氟橡胶产业发展趋势国内氟橡胶产业发展趋势摘要:氟橡胶是一种具有优异耐油、耐溶剂、耐高温、耐腐蚀等特性的高级弹性体材料,在航空、汽车、化工、医疗等领域有广泛应用。
随着国内外环境保护政策的推进和新材料、新技术的不断发展,氟橡胶产业正迎来新的发展机遇和挑战。
本文将从宏观环境、市场需求、技术创新等方面分析国内氟橡胶产业的发展趋势,并对产业未来的发展方向进行展望。
一、宏观环境随着全球能源危机的日益严峻以及环境污染的严重加剧,各国开始鼓励清洁能源的发展和使用,提倡低碳经济、循环经济等可持续发展模式。
氟橡胶作为一种耐高温、耐腐蚀的高性能材料,在新能源、环保装备、节能减排等领域有广泛应用前景。
未来,随着清洁能源产业的快速发展,氟橡胶将迎来新的发展机遇。
二、市场需求1.航空航天市场:随着国内航空航天事业的快速发展,对氟橡胶产品的需求也在不断增加。
氟橡胶具有耐高温、耐油、耐腐蚀等特性,能够适应极端环境下的工作条件。
未来,氟橡胶在航空航天领域的应用将进一步扩大。
2.汽车市场:随着国内汽车产业的快速发展,对氟橡胶产品的需求也在不断增加。
氟橡胶在汽车零部件中的应用主要体现在密封件、导管等方面。
随着汽车工业迈向智能化、电动化、轻量化的发展方向,对氟橡胶产品的要求也越来越高。
3.化工市场:氟橡胶在化工领域具有良好的耐腐蚀性能,能够在强酸、强碱等恶劣环境中使用。
随着国内化工产业的快速发展,氟橡胶产品的需求也在不断增加。
4.医疗市场:随着人们对医疗卫生的要求越来越高,对安全、耐用的医疗器械的需求也在不断增加。
氟橡胶具有耐高温、耐腐蚀、耐溶剂等特性,在医疗器械中有广泛应用前景。
三、技术创新1.材料创新:随着新材料的不断研发和应用,氟橡胶产业也在不断进行材料创新。
比如,新型氟橡胶材料的开发,能够使氟橡胶产品的性能进一步提升,满足不同领域对氟橡胶产品性能的需求。
2.工艺创新:氟橡胶的加工制备技术一直是氟橡胶产业发展的关键。
随着机械制造业和自动化技术的快速发展,氟橡胶加工制备工艺也在不断创新。
氟橡胶项目分析报告

氟橡胶项目分析报告氟橡胶是一种特殊橡胶材料,以氟乙烯为主要原料制成。
它具有优异的耐温性、耐化学品性、耐油性、耐溶剂性等特点,被广泛应用于汽车、航空航天、化工等领域。
本报告将对氟橡胶项目进行分析,并展望其发展前景。
一、市场分析1.汽车行业需求稳定增长。
随着汽车工业化进程的不断推进,汽车产销量持续增长,对氟橡胶的需求也在逐年增加。
2.航空航天行业需求增长潜力大。
航空航天行业对材料的要求极高,氟橡胶的特性正好满足其需求,因此在航空航天行业有很大的发展潜力。
3.化工行业需求稳定增长。
化工行业对耐化学品性和耐溶剂性要求较高,而氟橡胶正好具备这些优点,因此在化工行业应用广泛,需求稳定增长。
二、竞争分析1.技术壁垒较高。
氟橡胶生产技术较为复杂,需要具备较高的技术实力和设备投入。
这一点对于新进入者来说是一大挑战。
2.市场竞争激烈。
已有的氟橡胶生产企业众多,市场竞争激烈。
新进入者需要在品质、价格、服务等方面寻找差异化优势。
三、发展机遇1.环保政策扶持。
当前,环保意识逐渐增强,政府对环保材料的支持力度在加大。
氟橡胶是一种环保材料,将受到政策的扶持。
2.新材料应用需求增长。
随着科技进步,新材料的应用领域不断扩大。
氟橡胶作为一种特殊橡胶材料,具备优异的特性,将受到新材料应用需求的增长推动。
四、发展挑战1.原材料价格波动。
氟橡胶的主要原料氟乙烯价格波动较大,这对企业的成本控制提出了一定的挑战。
2.技术突破难度大。
氟橡胶的生产技术相对较为复杂,技术突破难度大,需要持续的研发和创新投入。
五、发展策略1.不断提高产品品质。
在激烈的市场竞争中,产品的质量是企业立足的根本。
通过加强质量管理、引进先进技术等手段,提高产品品质。
2.寻找差异化竞争优势。
在竞争激烈的市场中,企业需要通过差异化的产品、服务等优势,脱颖而出。
3.加大研发投入。
氟橡胶行业技术变革快,企业需要持续的研发和创新投入,提高自身技术实力。
4.加强与客户的合作。
与客户建立长期稳定的合作关系,了解客户需求,提供个性化的产品和服务。
氟橡胶胶乳制备及其改性研究进展

氟橡胶胶乳制备及其改性研究进展氟橡胶胶乳是一种具有良好耐油、耐溶剂、耐燃油和优秀耐高温性能的高性能橡胶材料。
随着现代工业的发展和对材料要求的不断提高,氟橡胶胶乳的制备及其改性研究也越来越受到关注。
本文将从氟橡胶胶乳的制备和氟橡胶的改性研究两个方面进行探讨。
首先,关于氟橡胶胶乳的制备。
氟橡胶胶乳制备是指将氟橡胶作为主要成分,与胶乳助剂、分散剂和稳定剂等混合搅拌,形成稳定的乳液体系。
其中,氟橡胶作为主要成分的选择非常重要。
常见的氟橡胶有含氟丁基橡胶(FKM)和含氟聚丁烯橡胶(FPM)等。
这些橡胶具有优异的耐热性、耐化学品性和耐电性,可以广泛应用于航空航天、汽车制造、化工等领域。
在氟橡胶胶乳的制备过程中,胶乳助剂的添加是关键步骤之一。
胶乳助剂可以调节乳液的粘度、增强橡胶的粘合性和黏附性。
常见的胶乳助剂有氧化铁、纳米二氧化硅等。
此外,分散剂和稳定剂的选择也对胶乳的稳定性和分散性有着重要影响。
研究表明,采用适当的分散剂和稳定剂不仅可以提高氟橡胶的分散度,还能增强其乳液的整体稳定性。
其次,关于氟橡胶的改性研究进展。
由于氟橡胶具有出色的性能,但也存在一些不足之处,如橡胶强度不高、耐疲劳性和耐切割性较差等。
因此,研究人员致力于改善氟橡胶的性能,以满足不同应用领域对材料性能的要求。
一种常见的改性方法是添加填料。
填料可以改善氟橡胶的机械性能和耐磨性,提高橡胶的强度和硬度。
常见的填料有炭黑、二氧化硅等。
研究表明,添加适量的填料可以显著提高氟橡胶的机械性能和耐候性。
另一种改性方法是引入其他配位基元。
例如,通过在氟橡胶分子链中引入含氟碳氢链,可以改变氟橡胶的微结构和性能。
这种方法可以提高氟橡胶的柔韧性和延展性。
同时,还可以通过共聚合等方法来合成氟橡胶与其他橡胶的共混体系,从而将两种橡胶性能的优势相结合,实现性能的全面提升。
此外,还可以通过交联改性来改善氟橡胶的性能。
交联是指通过化学交联或物理交联方式将橡胶分子链连接起来,形成三维网状结构。
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译文:氟橡胶的改性研究进展氟橡胶是上世纪50年代研制成功的主链或侧链的碳原子上连有氟原子的高分子弹性体。
氟橡胶具有优异的耐热性、耐候性、耐臭氧性、耐油性、耐化学品性,气体透过率低,且属于自熄型橡胶。
氟橡胶的缺点是弹性和耐寒性能差、加工性不良,而且价格颇为昂贵。
40多年来,其性能不断改进,使其已广泛地在各种要求耐介质、耐高温的密封部位、胶管、胶布和油箱等获得应用,成为不可替代的特种橡胶。
1 氟橡胶的主要性能1.1 常态下的力学性能26型氟橡胶一般经配合后拉伸强度为10~20MPa;伸长率150%~300%;撕裂强度在20~40kN/m之间,但是它的弹性较差。
氟橡胶的摩擦系数(0.8)比丁腈橡胶的摩擦系数(0.9~1.5)小。
1.2 耐高温性能目前,氟橡胶的耐高温性能极好。
氟橡胶在200~250℃下可长期工作,在300℃时也可短时间工作,F246的耐热性能比F26略好。
氟橡胶的拉伸强度和硬度随温度升高而明显下降。
拉伸强度和硬度的变化特点是,在150℃以下,随温度升高而迅速降低;在150-260℃之间,随温度升高,下降趋势缓慢。
1.3 耐腐蚀性能氟橡胶具有卓越的耐腐蚀性能。
它对有机液体、不同燃料油和润滑油的稳定性优异,对大部分无机酸、碳氢化合物、苯和甲苯有良好的抗腐蚀性,仅仅不耐低分子的酯、醚、酮以及部分胺类化合物。
1.4 耐热水和过热蒸汽的性能橡胶对热水作用的稳定性,不仅取决于本体材料,而且决定于胶料的配合技术。
对氟橡胶来说,用过氧化物硫化的氟橡胶优于用胺类和酚类硫化体系的胶料。
应该说,氟橡胶的耐热水和过热蒸汽性能一般,它不如乙丙橡胶,在180℃×24h 的过热水浸泡后体积变化不超过10%,物理性能没有太大的变化。
1.5 压缩永久变形性能氟橡胶用于高温下的密封,压缩变形性能是它的关键。
维通型氟橡胶所以得到极其广泛的应用,是与它的压缩变形的改进分不开的。
美国杜邦公司在20世纪60~70年代致力于提高氟橡胶对压缩变形的抗耐性,取得了显著效果。
1.6 耐低温性能氟橡胶的耐低温性能较差,它能保持弹性的极限温度为-15 - -20℃。
随着温度的降低,它的拉伸强度变大,在低温下显得强韧。
在测定2mm厚的标准试样时,其脆性温度在-30℃左右;厚度为1.87mm时为-45℃;厚度0.63mm时为-53℃;厚度0.25mm时为-69℃。
一般氟橡胶使用温度可略低于脆性温度。
如美国军用标准MIL-25879D中规定使用温度为-40~205℃。
国外对氟橡胶在航天发动机中使用温度极限为-35℃。
1.7 耐天候老化和耐臭氧性VitonA自然存放10年之后的性能仍然是令人满意的。
在臭氧浓度为0.01%的空气中,经45d作用未出现明显的龟裂。
它的耐天候老化和耐臭氧性也是令人满意的。
1.8 电性能氟橡胶的电绝缘性能不是太好,只适用于低频低电压下使用。
温度对它的电性能影响很大,如从24℃升到184℃时,其绝缘电阻下降5个数量级。
1.9 气透性氟橡胶的气体溶解度比较大,其扩散速度比较小,总的气透性很小。
在氟橡胶中,由于填料的加入,充填了橡胶内部的空隙,从而使硫化胶的气透性变小,这对于真空密封是很有利的。
如配合适宜,氟橡胶可解决10^-7 Pa真空密封。
1.10 阻燃性氟橡胶遇火能燃烧,燃烧时会分解出HF气体,腐蚀性、毒性大。
离火即自熄。
2 氟橡胶的改性研究针对氟橡胶的弹性、耐寒性差,价格昂贵等缺点,科研工作者做了大量的研究工作,以改善橡胶性能。
橡胶改性主要有两个方向:其一是通过主链改性,如氟醚橡胶、氟硅橡胶的开发,将醚键引入氟橡胶主链,增大了大分子的柔性,使其低温性能大大改善的同时保留了氟橡胶原有特性,但由于开发生产成本高,极大地限制了其推广和应用;其二是橡胶并用,将氟橡胶与一些通用橡胶、特种橡胶并用,目的在于获得性能优异而成本较低的材料。
由于氟橡胶自身结构上的特点,共硫化体系选择比较困难,且并用后会部分降低氟橡胶独有特性等原因,国内外在并用方面的研究开展得并不广泛。
到目前为至,氟橡胶的并用改性主要还停留在FPM/ACM,FPM/EPDM等方向。
但氟橡胶具有其他橡胶不可替代的高性能,如何通过并用研究在改善氟橡胶缺点的同时,不降低甚至提高其独有特性,还是一个值得关注的领域。
氟橡胶之间的并用2.1.1 不同牌号氟橡胶的并用众所周知,同类橡胶的并用无论在相容性或共硫化方面都很容易实现。
如果选择不同牌号氟橡胶(如2601和2605)进行并用,可以降低部分氟橡胶胶料的硬度、拉伸强度,提高拉断伸长率,从而改善氟橡胶的加工性。
氟橡胶2601氟质量分数为65%,门尼粘度90,在生产中加工性能较差,而氟橡胶2605氟质量分数为60%,门尼粘度只有40。
氟橡胶2601和2605并用后相对分子质量分布加宽,起到一定的内增塑作用,能使胶料更容易挤出。
研究表明,并用后不会影响氟橡胶2601的耐热性。
2.1.2 氟橡胶/氟醚橡胶并用人们于20世纪70年代初合成出了氟醚橡胶,使氟橡胶的低温性能得到明显改善。
如Vi-tonGLT生胶玻璃化转变温度比氟橡胶F246降低了约14℃,但其价格高。
基本配方(质量份) 氟橡胶100,酸受体5~7;硫化剂2~2.8;炭黑20-25。
氟醚橡胶100;酸受体3~7;有机过氧化物3~5;助硫化剂4~6;炭黑20~25;并用比:5:2;硫化条件:175±3℃/10Mpa×20min。
氟橡胶和其他橡胶并用2.2.1 氟橡胶与ACM并用迄今未至,对于FPM/ACM并用体系的研究一直是氟橡胶并用胶研究的热点。
丙烯酸酯橡胶(ACM)最大特点是具有耐热、耐油、耐老化和耐臭氧性,加工性能好,可以制造在150℃油温下长期使用的密封制品。
另外,ACM的价格较低,综合成本约为FPM的10%。
两者并用旨在制造耐油、耐高温可在某些场合取代FPM 使用的低成本制品。
据报道FPM/ACM并用胶可制成温度高达180℃的密封制品。
张军等人研究表明,在以FPM为主组分的FPM/ACM共混体系中,既可采用FPM的硫化体系,也可采用以FPM硫化剂为主的硫化体系,而不宜单独采用ACM硫化剂作为FPM/ACM共混物的硫化体系,否则可能导致共混物力学性能低、邵尔A型硬度低、拉断伸长率大、拉断永久变形偏高,呈现出明显的硫化不足现象。
另外,由于ACM与FPM的交联活性基能够直接反应(或结合),共混也可不需使用硫化剂。
基本配方(质量份):氟橡胶F26B 100;轻质MgO13;氢氧化钙4;3#硫化剂3;聚乙烯蜡2;喷雾炭黑10。
ACM橡胶AR72S100;硬脂酸1;硫黄1.3;硬脂酸钾1.3;硬脂酸钠3;喷雾炭黑50;N550炭黑30;聚乙烯蜡3;二甲基硅油3;防焦剂CTP1.5;防老剂ODA 2。
日本GAMEX公司开发了这类共混胶(商品名FAEl23)。
该共混胶耐热性符合汽车用橡胶材料F级(ACM为D级),耐候性优良,成本低,加工性能相当于一般合成橡胶。
MitsuruK-ishine等之后又开发了新的FPM/ACM共混胶(简称AG),并与ACM和FPM胶料性能进行了比较,其耐热性和压缩永久变形优于ACM,耐低温性能优于FPM,成本介于两者之间,并且胶料加工性能好,工艺安全,可在要求耐发动机油、耐寒的同时又要求低成本的领域中应用,如汽车工业或其他工业领域中的密封制品(O形圈、垫片、密封件等)、挤出制品(轴套、胶管)及提升阀座、隔膜、胶辊、胶带、电线表皮等。
2.2.2 氟橡胶和乙丙橡胶并用氟橡胶和二元乙丙和三元乙丙橡胶均能进行并用改性,氟橡胶和乙丙橡胶并用的目的主要是提高材料的弹性、耐低温性和降低成本。
据报道,选用过氧化二异丙苯/三烯丙基异氰脲酸酯(DCP/TALC)共硫化体系的二元乙丙橡胶与四丙氟橡胶的共混胶性能很好,能改善四丙氟橡胶的低温性能,并降低价格。
当四丙氟橡胶中并用20%的乙丙橡胶时,所获得的并用胶综合性能比较好;其他并用比的胶也有一定的开发价值。
由于EPDM是一种性能优良的通用橡胶,具有极高的化学稳定性、耐热、耐候、耐臭氧、耐水、耐水蒸汽、耐化学药品等许多优良性能,相对于四丙氟橡胶来讲,它的典型特点是耐极性介质性能较好,低温性能优越。
四丙氟橡胶相当于乙烯分子的氟取代物与丙烯的共聚物,因此,两种橡胶在组成结构上的相似,为两者的并用提供了相容性基础。
通过将EPDM与FPM共混,理论上能够在保证FPM优良耐腐蚀性能的同时,提高材料的耐低温性与弹性,改善加工工艺性能并降低材料成本。
一般FPM/EPDM并用的硫化体系也选DCP/TAlC,四丙氟橡胶/EPDM的配比为50:50时,脆性温度能降低至-40℃。
基本配方(质量份):四丙氟橡胶100;N-990 30,ZnSA 1.0;DCP 2.0;TAIC 5.0;MgO10;CaO 2。
EPDM 100;HAF 55;HSA 1;DCP 4;TAlC1.5;ZnO 5;MB 1;DOS 10。
由于EPDM与FPM本身极性相差很大,不易找到一种硫化体系使它们具有良好的硫化相容性,可是采用不同硫化体系时,彼此之间的影响又很大,使制得的静态硫化共混物的物理性能很差。
比较有效的解决方法是使用动态硫化的方法,这种方法可以避免两种硫化体系的相互干扰,扩大了共混橡胶硫化体系的选择范围,制得具有良好性能的共混物。
在FPM/EPDM共混物中,当共混比为70/30时,由于FPM为连续相,共混物性能与FPM相近,其质量变化率、拉伸强度和拉断伸长率保持率以及耐油性均接近于纯FPM的水平。
随着EPDM用量的增大,共混物的耐热空气老化性能和耐热油性能都变差。
2.2.3 氟橡胶与NBR并用丁腈橡胶是常用的耐油橡胶,使用温度为120℃,化学稳定性良好,价格远低于氟橡胶。
氟橡胶和丁腈橡胶并用的目的是大幅降低产品的价格,改善氟橡胶的加工性能,制得低硬度的氟橡胶产品,提高氟橡胶的耐疲劳性能,并在耐热性和耐化学介质性方面处于中间状态。
据报道指出,采用DCP/TAIC作为并用胶的共硫化体系能获得综合性能优良,价格适中的FPM/NBR并用胶。
另外,通过对并用胶的微观相态研究发现,选用超高丙烯腈含量(丙烯腈含量48%)、门尼粘度较高的丁腈橡胶与门尼粘度较低的氟橡胶共混,得到的共混物是非均相混合体系。
假如氟橡胶成连续相,则丁腈橡胶可通过共混改性使耐热性得到明显改善:即使氟橡胶不形成连续相,丁腈橡胶也被其保护而使耐热性得以改善。
通过电镜观察共混物的结构形态可以看出,FPM/NBR共混物的配比为50/50时,二者的海相和岛相难以区分。
只有当FPM的体积分数超过60份时,氟橡胶才能形成连续相。
为了降低成本,应尽可能减少氟橡胶的配比,而又能形成氟橡胶连续相,通常可采用在共混物中添加增容剂的方法来解决。