不同填料对氟橡胶性能的影响
配方因素对氟橡胶高温撕裂性能的影响
２ ０ ０ ℃ ，不 同配方 的 氟橡 胶 的撕 裂 强度 均明 显降低 。在 １ ０ ０ ℃ ～２ ０ ０ ℃温度 范 围内 ，双酚 Ａ Ｆ ／ Ｂ Ｐ Ｐ 硫 化 的 氟橡 胶 的撕 裂 强度 高于 过 氧化 物 或胺 类硫 化 氟橡 胶 的撕 裂 强度 。随 着双 酚Ａ Ｆ 用量 的 增 大 ， 氟橡 胶 的常 温撕 裂 强度 明 显 降低 ，而 高温撕 裂 强度 略 有 下 降 。促 进 剂Ｂ Ｐ Ｐ 用量 增 大 ，氟橡 胶 的常 温和 高温撕 裂 强度 均 变化 不 大。 几种补 强剂 中 ，沉 淀 白炭
２结 果与讨论
２ ． １硫化剂品种对氟橡胶高温撕裂强度 Ｐ（ ２ ． Ｏ 份 ）、双 酚Ａ Ｆ ／ Ｂ Ｐ Ｐ（ １ ． ｏ ／ ｏ ． ５ 份 ）和 ３ ≠ ≠ 硫 化剂 （ ２ ． ０ 份 ）硫 化氟
以期对要求耐高温撕裂的氟橡胶的配方设计提供 参 考依 据 。
１ ． １原 材料
氟橡胶，牌号Ｆ Ｅ ２ ４ ６ ３ ，上海三爱富新材料股 份有限公司产；沉淀白炭黑，牌号Ｚ Ｅ Ｏ Ｓ Ｉ Ｌ １ ４ ２ ， 罗地亚白炭黑 （ 青岛 ）有限公司产；过氧化二异 丙苯 （ Ｄ Ｃ Ｐ ），江 苏 强 盛 化工 有 限 公 司产 ；炭 黑 Ｎ ９ ９ ０ ， 广 州 浦 连 化 工 科 技 有 限 公 司 提 供 ；氟 化 钙 ，分析纯 ，天津市科 密欧化学 试剂有 限公 司
橡胶 ，相应氟橡胶的高温撕裂强度如 图ｌ 所示 。 从图１ 中看出，在２ ５ ℃时，３ ≠ ｝ 硫化剂硫化的氟橡
胶撕 裂强 度较 高 ，达到 ２ １ ． ９ ｋ Ｎ・ ｍ ～ ，过 氧化 物硫 化 的氟 橡 胶 的撕 裂 强 度 较 低 ， 为 ｌ ８． ３ ｋ Ｎ・ ｍ ～。
１实验部分
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。
填料对过氧化物硫化氟橡胶性能的影响
填料对过氧化物硫化氟橡胶性能的影响王珊;苏正涛;赵艳芬【摘要】研究了纳米无机填料体系对过氧化物硫化氟橡胶硫化特性、力学性能、热空气老化性能、热传导性能以及热稳定性能的影响,结果表明:与BaSO4,BN和R930相比,三种不同结构形态的碳纳米材料明显延长了氟橡胶的正硫化时间;当硫化橡胶硬度级别相同时,多壁碳纳米管CNTs、石墨和N990对过氧化物硫化氟橡胶补强效果显著,其中CNTs的补强效率最高,添加CNTs可提高氟橡胶的撕裂强度,但严重损害其压缩永久变形性能;添加石墨和N990的氟橡胶可以获得更好的耐空气老化性能和耐高温压缩性能,添加R930耐高温压缩性能最好;石墨和BN有利于氟橡胶的导热性;添加BaSO4的氟橡胶热失重分解温度最高,且质量损失率最小.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2016(036)002【总页数】6页(P40-45)【关键词】氟橡胶;纳米无机填料;硫化特性;力学性能;热空气老化性能;热传导性能;热稳定性能【作者】王珊;苏正涛;赵艳芬【作者单位】北京航空材料研究院减振降噪材料及应用技术航空科技重点实验室,北京100095;北京航空材料研究院减振降噪材料及应用技术航空科技重点实验室,北京100095;北京航空材料研究院减振降噪材料及应用技术航空科技重点实验室,北京100095【正文语种】中文【中图分类】TQ333.93氟橡胶是主链或侧链碳原子上含有氟原子的一种合成高分子弹性体。
由于C—F键能大(485 kJ/mol)，且氟原子共价半径为0.064 nm，相当于C—C键长的一半，因此能够紧密地排列在碳原子周围，对聚合物C—C主链产生很强的屏蔽作用[1-3]，从而呈现整体化学惰性，表现为氟橡胶与现今所普遍使用的填料之间的界面粘接强度较低，因此涉及到氟橡胶填充体系的研究相当少[4-6]。
然而，填料却可降低成本，改善力学性能[7-8]和热稳定性[9]，及加工工艺性能[8,10]等，对于氟橡胶这种昂贵的特种橡胶来说，其作用更加明显。
氟橡胶和epdm硬度
氟橡胶和epdm硬度
氟橡胶和EPDM（三元乙丙橡胶）在硬度、性能和应用领域方面存在一定差异。
本文将对这两种材料的硬度进行详细对比，并介绍其各自的应用领域。
一、氟橡胶与EPDM硬度对比
1.氟橡胶硬度：氟橡胶具有较高的硬度，一般在邵氏A硬度70-90之间。
氟橡胶制品在加工过程中，需要使用过氧化物、有机胺类等硫化剂进行硫化。
硫化后的氟橡胶制品具有优良的耐热性、耐腐蚀性、耐油性和耐氧化性。
2. EPDM硬度：EPDM橡胶硬度相对较低，一般在邵氏A硬度40-60之间。
EPDM制品在加工过程中，可以使用硫磺或过氧化物进行硫化。
硫化后的EPDM制品具有良好的耐老化性能、电绝缘性、耐化学腐蚀性、耐冲击性和耐寒性等。
二、氟橡胶与EPDM应用领域
1.氟橡胶应用领域：氟橡胶广泛应用于制造耐高温、耐腐蚀、耐油的制品，如密封件、O型圈、阀门、管道等。
此外，氟橡胶在航空航天、汽车、电子、化工等领域也有广泛应用。
2. EPDM应用领域：EPDM主要用于制造轮胎、汽车配件、管带、工业制品、电线电缆等。
此外，EPDM在建筑、医疗、食品等领域的密封件和制品中也具有广泛应用。
总结：氟橡胶与EPDM在硬度、性能和应用领域方面均存在一定
差异。
氟橡胶具有较高的硬度和优异的耐热、耐腐蚀、耐油性能，适用于高温、腐蚀环境下的密封件等制品；而EPDM橡胶具有较好的耐老化、电绝缘、耐化学腐蚀性能，适用于多种工业和民用领域的密封件和制品。
在实际应用中，可根据具体需求和工况条件选择适合的橡胶材料。
用作氟橡胶填料的特种低表面积白炭黑
４ １±Ｏ． ． １
６ Ｏ±Ｏ． ４． ±０． ． １ ７ １
定伸应力 ２ ｏ ６ ｏ％
．
６ ±Ｏ １ ．
９ ３ ±Ｏ． １ Ｏ ±Ｏ． ８ ４ ±Ｏ． ． ２ ２． Ｏ ． ２
／ ＭＰ ａ
Ｃ． Ｓ．２ ｈ，ｏ ℃ ２／ ｏ ２
２． ８ ２±０． ３ ４±０ ４ ３ ． １ ２． ． １ ３±０ ４ ３ ４±０． ． ５． ３
度其硫 化 时问根 据 ｔ ∞＋１ ｎ 确定 ， ｍｉ来 并在 ２０℃二 ０
次硫化 ８ｈ 。随 后 ， 试 前 将 试 样 在 室温 下 存 放 ２ 测 ４ ｈ 。这 些 配方列 于表 ２一表 ４ 。
表 ２ 基 于 Ｆ Ｍ 共 聚 物 的 配方 Ｋ
曩圈霸
Ｐｅ ｉｉ ｔｄｓ ｉａ ｒｃｐｔ ｅ ｌ ａ ｉｃ Ｆ ｍｅ ｌ ａ ｕ ｄ ｉｃ ｓｉ ｓｅｉ ｔ８ｉ （ｂａｕ ｅ ｐｃ ｌ 】８ ｉｃ ｍ） ａ ｙ．ｃ Ｂ ｆ
Ａ Ａ Ａ Ａ ３
项目
参 比胶料 混炼胶 １ 混炼胶 ２ 混炼胶
含有交联体系 。
Ｓｄｓ ｒ ｉｉａ ｔ Ｏ ３ Ｏ ４ ０ ２ ０
２ 结 果 和讨 论
选择 了 ３ 种不 同的含氟 聚合物 ， 以便 覆盖诸多 的
Ｒｏ／ ３ｏ 份
炭黑 Ｎ ９／ ９０ 份
２１ ００年第 ２ 期
表 ４ 基 于过氧化物硫化三聚物的配方
３ Ｏ
项目
参比 Ｃ
Ｃ
Ｃ
Ｃ
言 ２ ５
胶料 混炼胶 １ 混 炼 胶 ２ 混 炼 胶 ３
妻 ２ １ ３
曲 １ ５
寻， ｏ
５
Ｑ
图 ３ 共 聚 物 基 胶 料 的 毛 细 管流 变 学 表 ５ 共聚 物基 硫化 胶 的物 理 性 能
填料改性氟橡胶的制备及性能研究
氟 橡 胶是 主链 或侧 链碳 原 子上 含有 氟原 子 的
司； Ｍｇ Ｏ、 Ｃ ａ （ ＯＨ） ｚ 、 硬脂酸、 炭黑、 白炭 黑 ： 成都 科
龙化 工试剂 厂 ； 二硫化 钼 ： 天津市晨 化试剂厂 。
１ ． ２ 基 础 配 方
种合 成 高分 子弹 性体 ， 具 有耐 高 温 、 耐 油及 耐 多 种 化学 药 品浸 蚀 的 特 点 ， 作 为 密 封 材 料 被 广 泛应
一
用 于航 天 航空 、 国防 、 军工 、 汽车、 石 油化 工 等许 多
领域 。 氟原 子 的 电负性 极 强 ， 可 以生 成 键 能很 高 的
本实 验 的基础 配方 （ 质量份） 为： 氟橡 胶 １ ０ ０ ，
双酚 ＡＦ １ ． ５ ， Ｂ Ｐ Ｐ ０ ． ５ ， 炭黑 ／ 白炭 黑 变量 ， Ｍｏ Ｓ ２ 变量 ， Ｍｇ Ｏ ３ ， Ｃ ａ （ ＯＨ） ｚ ６ ， 硬脂 酸 １ ． ５ 。
械厂。 １ ． ４ 试样 制备
炭黑 及 白炭 黑是常用 的橡胶增 强填料 ， 可增 大 体积 、 降低成本 ， 改善力学 性能及 加工 工艺 性能 等 。 二硫 化钼是 常用 的工业 润滑剂 ， 具 有 降低摩 察 系数 的作 用 。研 究耐 磨 炭黑 、 白炭 黑 、 二 硫 化 钼等 填 料 对 氟橡胶力 学性能及 磨耗性 能的影 响 ， 对 于制备 具 有 较高性 价 比的耐磨 氟橡胶 具有现 实意义 ｌ ＿ ３ ］ 。
上 制约 了其 应用 。
式炼 塑 机 ： 上海齐才液压机械有 限公司； ＭＺ 一
１ ０ １ ０ Ｂ无转 子 硫化 仪 、 Ｌ ） （ － Ａ橡胶邵尔 Ａ硬度计 、 ＭＺ 一 ４ ０ ６ １阿 克 隆磨 耗 试 验 机 、 ＭＺ 一 ４ １ ０ ２冲 片 机 、 ＭＺ 一 ４ ０ ０ ０ Ｃ 电子 万 能 试 验 机 ： 江 都 市 明 珠 试 验 机
硫化剂与填料对硅橡胶与氟橡胶共混胶硫化、物理机械、热老化以及动态性能的影响
胶 都能 够满 足这 些 要 求 ， 它 们 常 常 作 为 特 种 聚合
物来 制 作 密 封件 、 Ｏ形圈、 胶 管 和 电缆 ， 来 满 足各 种 场合 下 的应用 。氟 橡胶 的一 个缺 点是 耐低 温性 比较差 ， 而 与之 相 比 ， 硅 橡 胶 不仅 价 廉 ， 而 且 玻 璃 化 温度 极低 （ ￣１ ０ ０ ℃） ， 同时 硅橡胶 硫 化胶具 有 良 好 的 耐热 空 气 老 化 、 耐臭氧、 耐辐 射 以及 电性 能 。
氧化物 （ Ｄ Ｃ Ｐ ） ， 纯度 ９ ８ ， 由 中 国上 海 方 锐 达 化
氟橡胶 的并 用情 况 。但是 ， 很 明显 ， 简 单共 混并 不 成功 ， 因 为这两 种类 型 聚合 物不相 容 ， 因此 我们 前
期 就 曾对 ＭＶＱ 和 Ｆ ＫＭ 的 相 容 性 进 行 了研 究 ， 也 曾尝试 进行 了两 种 弹性 体 的共 硫 化 ， 但 在 实 际 应用中， 这两种 聚 合 物 所 用 的硫 化剂 和填 充 剂 类 型不 同 ， 因此 ， 为 获得 良好 的共混 硫 化 胶 ， 必 须 找
１ 试 验
１ ． １ 材 料
硅 橡胶 、 氟 橡胶及 其 共混 胶 的可燃 性 、 热稳定 性 以 及 耐热 油 性 方 面 的 研 究 。Ｇ ｅ ｒ ｈ ａ ｒ ｄ Ｌ ａ ｎ ｇ ｓ ｔ ｅ ｉ ｎ等
研 究 了聚 硅氧 烷 与 通 过 Ｓ ｉ — Ｈ 加 成 导 入 双 键 的
硅橡 胶 （ ＭＶＱ）Ｐ Ｓ ０ ２（ 乙烯 基 含 量 ０ ． ０ ６
ｍｏ ｌ ， 分子 量 ６ ５ ０ ０ ０ ０ ） 来 自中国深圳 的森 日有 机 硅 材料 有 限公 司 ； 氟橡 胶 （ Ｆ ＫＭ） Ｆ ２ ４ ６ ３ （ 偏 二 氟 乙 烯、 六 氟丙 烯 和 四氟 乙烯 的 三 元 共 聚 物 ， Ｆ含 量 ６ ６ ， Ｈ 含量 １ ． ５ ） 来 自中 国四川 的成 都 道 弘实 业 有 限公 司 ； Ｆ ＫＭ— ｇ — Ａ１ ７ ４实 验室 自制 ； 二枯 基过
气相白炭黑对氟橡胶硅橡胶共混胶性能的影响
Ｉ．１原材料
甲基乙烯基硅橡胶，型号ＰＳ０２，深圳森１３有 机硅材料有限公司产；氟橡胶，型号Ｆ２４６３，中吴 晨光化工研究院产；气相白炭黑，型号ＱＳ一１０，比 表面积１２０ ｍ２·ｇ一，ＱＳ－２０，比表面积２２０ Ｉｌｌ２· ｇ～，ＱＳ一３０，比表面积３００ ｎ１２·ｇ一，ＱＳ－４０，比表 面积为３８０ｍ２·ｇ一，１３本Ｔｏｋｕｙａｍａ公司产；２，５－ 二甲基－２，５．双叔丁基过氧基己烷（简称双．２， ５），日本信越化学公司产；轻质氧化镁（Ｍｇｏ）， 上海通亚精细化工厂产；氢氧化钙（Ｃａ（ＯＨ）：）， 江苏常州市科发化学试剂有限公司产；氟化钙，天 津科密欧化学试剂开发中心产；羟基硅油，中吴晨 光有机硅公司产；增容剂，氟橡胶接枝乙烯基三乙 氧基硅烷，实验室自制；其他配合剂均为橡胶工业 常用原料。
１．３基本配方 氟橡胶／硅橡胶５０／５０，增容剂６，氧化镁
２．５，氢氧化钙３，气相白炭黑（变量０～５０，或变 比表面积１２０—３８０ｍ２·ｇｄ），羟基硅油３，交联剂 双－２，５ ２。
１．４试样制备 １．４．１共混胶的制备
在开炼机加入硅橡胶，添加气相白炭黑和羟基 硅油，吃料完全后，调小辊距，薄通，出片。调整 辊距至１ｍｍ，薄通氟橡胶，包辊，加入增容剂， 然后加ＭｇＯ和Ｃａ（ＯＨ）：，待吃料完全后，打三角 包和打卷，包辊，逐渐将硅橡胶混炼胶加入到氟橡 胶混炼胶中，最后加入双－２，５，打三角包，出片， 停期
合成材料老化与应用
５
硅橡胶共混胶具有优良的耐寒、耐热和耐油性能。 Ｇｈｏｓｈ Ａｒｕｎ哺１研究表明，通过在氟橡胶中共混低粘 度的硅橡胶可以改善氟橡胶的加工流变性。未经补 强的硅橡胶强度很低，而白炭黑作为硅橡胶通用的 补强剂，能够大幅度提高硅橡胶的力学性能。与硅 橡胶不同的是，未经补强的氟橡胶硫化胶也具有较 高的拉伸强度。当氟橡胶和硅橡胶共混时，由于低 粘度的硅橡胶对氟橡胶的强度有较大损害，导致力 学性能显著下降，因此，为获得力学性能良好的共 混胶，必须选择对氟橡胶和硅橡胶均具有良好补强 效果的补强剂。本实验采用气相白炭黑作为氟橡胶 ／硅橡胶共混胶的补强剂，研究了气相白炭黑的用 量和比表面积对氟橡胶／硅橡胶共混胶的力学性能、 耐热老化性能和耐油性能的影响，并采用ＳＥＭ表 征了氟橡胶／硅橡胶共混硫化胶的拉伸断面形貌。