氟橡胶TP的共混改性
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。
氟橡胶的配方设计
氟橡胶的配方设计氟橡胶是一种具有优异耐热、耐油、耐酸碱和耐化学品腐蚀性能的高性能橡胶材料。
它广泛应用于汽车、航空航天、电子、化工等领域。
在设计氟橡胶的配方时，需要考虑到以下几个关键因素：材料选择、硫化体系、填料种类和比例、增强剂和添加剂的选择。
首先，氟橡胶的材料选择非常重要。
氟橡胶可分为FKM和FFKM两种类型。
FKM是一种含氟橡胶，常用的基炭链长度为VDF的25-65%，剩余部分为HFP、TFE等单体。
FFKM是高温氟橡胶，其含氟率更高，可达到约75-85%。
根据具体的应用需求，选择适合的氟橡胶类型是非常关键的。
其次，硫化体系是氟橡胶配方设计中的重要一环。
一般常用的硫化体系有Peroxide硫化和二硫化物硫化两种。
Peroxide硫化是最常用的一种，常用的活化剂有DCC、DCH和DCP等。
二硫化物硫化常用的活化剂有TMTD、TBzTD等。
根据硫化要求和产品性能要求选择合适的硫化体系。
另外，填料的选择和比例也会对氟橡胶的性能有很大影响。
常用的填料有石墨、纳米硅、碳黑和玻璃纤维等。
其中，石墨具有良好的热导性和润滑性；纳米硅具有增强材料的作用；碳黑可以提高橡胶的抗磨耐热性能；玻璃纤维可以增加材料的强度和硬度。
根据具体的应用要求，合理选择填料种类和比例，以达到最佳的产品性能。
此外，增强剂和添加剂的选择也是氟橡胶配方设计中需要考虑的重要因素。
增强剂一般选择柔性橡胶、少部分硬性橡胶、二氧化硅等。
添加剂通常有活性剂、防老剂、促进剂等。
根据具体的产品要求，选择合适的增强剂和添加剂能够提高产品的性能和使用寿命。
在氟橡胶配方设计中，还需要注意氟橡胶的混炼工艺。
由于氟橡胶的耐热性较好，混炼温度和时间较高，通常在160-180°C下进行。
在混炼的过程中要注意混炼温度的控制、机械剪切的均匀性等，以保证混炼得到的橡胶料均匀细腻。
总结来说，氟橡胶的配方设计需要根据具体的应用需求选择合适的材料类型，合理选择硫化体系、填料种类和比例，以及增强剂和添加剂。
氟橡胶(FKM)牌号性能和配合加工
氟橡胶(FKM)牌号性能与配合加工氟橡胶(FKM)因具有耐油、耐高温、耐溶剂、耐强酸、耐强氧化剂、阻燃、耐老化等一系列优良的特性，所以在国防军工、航空航天、电子通信、车辆船舶、石油化工等尖端技术领域获得了广泛的应用。
特别是近几年老，随着上述相关行业的高速发展和技术进步，FKM作为一种不可替代的高性能弹性体材料，不仅在需求上有了大幅度增加，而且其用途也正在不断地扩大。
从技术的角度来讲，尽管FKM从基础研究到应用研究都取得了很大的进展，但在一些特殊的使用场合，目前人们更为关注的还是FKM的低温特性、压缩永久变形性、耐碱性、耐含甲醇汽油性、耐强氧化剂性、低抽出性、低毒性等问题。
因此，本文将针对上述问题，就具有这些特性的FKM胶料的配合技术作一介绍。
一、FKM的种类、结构和特点具有代表性的FKM的种类、结构和特点见表1。
对FKM来讲，因其聚合物结构和所用硫化体系不同，所以硫化胶的性能也各有差异。
为了使FKM能够满足各种苛刻条件下的使用要求，所以除选择适宜的品级外，在胶料的配合上加以改善也是十分必要的。
表1 FKM的种类、结构和特点目前，构成市场主导品种的是偏氟乙烯(VDF)与六氟丙烯(HFP)共聚的二元类FKM，其组成为：VDF摩尔分数80%，氟质量分数约66%，Tg为-20℃。
近年来，共聚入四氟乙烯(TFE)、减少VDF含量(提高氟含量)的三元类FKM的需求明显有所增加。
对三元类FKM来讲，氟含量愈高、耐药品性、耐腐蚀性、耐油性、耐燃油渗透性就愈好，但低温特性会变差。
目前，市售的FKM各品级的低温特性见表2。
作为改善低温特性的品种，除共聚了全氟乙烯醚的FKM外，还有含氟硅类(FVMQ)和主链中含有六氟丙烯氧化物单元的FKM。
表2 FKM主要品级的低温特性由于VDF单元遇碱性化合物容易引起脱氟酸反应，所以三元类FKM的耐碱性是有限的。
在接触有机胺化合物或强碱性水溶液的场合，最适用的是TFE/丙烯(Pr)共聚的四丙氟橡胶或TFE/全氟乙烯醚共聚的FKM。
氟橡胶
1 偏氟乙烯系氟橡胶（FKM）FKM自1957年由美国Dupont公司商品化后，目前已成为氟橡胶中被使用最多的产品。
它以偏氟乙烯（VDF）为主要成分，与六氟乙烯（HEP）共聚，或进一步再与四氟乙烯（TFE）反应而成。
1.1合成方法FKM通常采用乳液聚合实施方法，以过硫酸钾或过硫酸铵这类无机过氧化物自由基聚合引发剂引发，含氟乳化剂乳化，控制反应温度为60~110o C，以8~15kg/cm2*G左右的压力提供单体，反应数小时后得到含量20%~30%的乳液，破乳后洗涤干燥后得到聚合物氟橡胶。
市售VDF与HFP的二元体系中，二者的共聚摩尔比例为4:1，氟含量为66%。
为了提高氟含量而进一步进行的与TFE的三元共聚摩尔比例大致在4:1~1:1范围内，氟含量可达70%。
另外，根据成型加工方法及要求，可以通过调整引发剂量和链转移剂量来调整其分子量及分子量分布。
1.2硫化方法FKM的硫化方法通常是通过混入填料及助剂来实现的，下面列举三种：利用双酚AF进行的多醇硫化，由于硫化速度快、硫化物性能稳定而成为时下最常用的硫化方法。
此法需要有硫化促进剂（有机四级磷盐、有机四级铵盐）和受氧剂（过氧化镁/氢氧化钙配比组合）。
通常硫化剂与硫化促进剂是预先配好的复合物。
使用过氧化物为硫化剂，对于硫化部位，需要利用碘或溴，通常采取与含碘或溴的单体共聚，或通过氟烷基碘化物链转移剂将其导入。
过氧化物硫化比多醇硫化得到的产品耐油性更好，因此在三元体系中使用较多。
作为硫化助剂，三烯丙基三聚氰酸酯等不饱和多功能团化合物十分必要。
另外，若将溴定为硫化部位，则金属氧化物也是不可或缺的（ZnO等）。
而使用二胺化合物（六亚甲基二胺的氨基甲酸盐等）作为硫化剂，可以值得高机械强度的橡胶产品。
但因其硫化性、稳定性及永久变形较差等问题，该硫化方法使用的不多。
作为受氧剂，MgO为必要成分。
1.3产品性能及加工成型FKM橡胶耐热、耐油、耐燃油性能优异，但耐寒性还有待提高。
氟橡胶的分类
氟橡胶的分类氟橡胶是一种具有优异耐热、耐油、耐溶剂和耐化学腐蚀性能的高性能橡胶材料。
它在广泛应用于航空航天、汽车、化工等领域，扮演着重要角色。
根据不同的聚合方法和氟含量，氟橡胶可以分为多种不同类型。
本文将对氟橡胶的分类进行详细介绍。
1. 按聚合方法分类1.1 铸型聚合法（FKM）铸型聚合法是通过将氟乙烯（VDF）与含有活性基团的共聚单体共聚而成。
这种方法得到的氟橡胶被称为FKM（Fluoroelastomer）。
FKM具有优异的热稳定性和耐油性能，适用于高温环境和化学腐蚀条件下的密封和垫片应用。
1.2 均相溶液聚合法（FFKM）均相溶液聚合法是通过将含有活性基团的共聚单体与挥发性溶剂形成溶液，再通过引发剂引发聚合反应得到氟橡胶。
这种方法得到的氟橡胶被称为FFKM （Perfluoroelastomer）。
FFKM具有极高的热稳定性、耐化学腐蚀性和低温性能，是一种高级别的氟橡胶材料。
1.3 懒聚合法（FEPM）懒聚合法是通过将含有活性基团的单体与不饱和碳氢化合物共聚而成。
这种方法得到的氟橡胶被称为FEPM（Fluorinated Ethylene Propylene）。
FEPM具有良好的耐油性和耐化学腐蚀性能，适用于汽车密封件、电缆护套等应用。
2. 按氟含量分类2.1 低氟含量氟橡胶低氟含量氟橡胶是指氟含量在66%以下的氟橡胶。
这类氟橡胶具有较低的硬度和较高的弹性，广泛应用于密封件、O型圈等弹性元件。
2.2 中等氟含量氟橡胶中等氟含量氟橡胶是指氟含量在66%到70%之间的氟橡胶。
这类氟橡胶具有较高的耐油性和耐溶剂性，适用于汽车燃油系统、化工管道等应用。
2.3 高氟含量氟橡胶高氟含量氟橡胶是指氟含量在70%以上的氟橡胶。
这类氟橡胶具有极高的热稳定性和耐化学腐蚀性能，适用于航空航天、核工业等高要求领域。
3. 按硬度分类3.1 软质氟橡胶软质氟橡胶是指硬度在60 Shore A以下的氟橡胶。
这类氟橡胶具有较好的弹性和柔软性，适用于密封件、管道软接头等应用。
PTFE表面改性处理方法-新型粘接剂
PTFE表面改性处理方法:新型粘接剂用于PTFE粘接的粘接剂主要有两类：无氟粘接剂和含氟粘接剂。
无氟粘接剂有粘接效果不太抱负的聚丙烯酸酯类粘接剂和环氧树脂类粘接剂，以及粘接效果较好的硅树脂类粘接剂，如国产的F-4S、F-4D、FS-203、CJ-91等牌号。
含氟粘接剂是由偏二氟乙烯类聚合物制备的溶剂型粘接剂，如国产的F-2、F-5、SG-506、T530等牌号和Raychem公司生产的氟树脂粘接剂等。
下面介绍几种性能优良的粘接剂。
J-2023型环氧树脂粘接剂[6] J-2023为双组分、无溶剂改性环氧树脂粘接剂，可室温或加热固化，不仅适用于氟塑料与金属，还适用于金属与其它非金属材料的粘接与修补。
表2列出了J-2023胶粘剂配方及固化性能。
含氟聚合物F粘接剂[7] 由于一般的含氟聚合物不具有熔溶性，在高温下也不能熔融产生流淌，难以满意作为粘接剂所必需具备的流淌性。
只有偏二氟乙烯类聚合物具有肯定的溶解性。
在F粘接剂中，选择(偏二氟乙烯/全氟丙烯)共聚物作为粘接剂的主体材料，它的配方见表3。
用F粘接剂粘接PTFE和不锈钢，可获得较高的粘接强度，并具有优异的耐热性能和耐油性能。
SG-P-10粘接剂，该粘接剂由底涂处理剂P-10和瞬间强力胶SG-506组合的双组分、溶剂型胶粘接，适合于PTFE与PTFE工件材料的快速粘合。
粘接工艺：将被粘表面用丙酮或乙醇溶液擦洗洁净，晾干;用底涂处理剂P-10分别刷涂被粘表面，晾干(3~5min);用强力胶SG-506快速粘接，3~8s即可粘牢。
T530粘接剂，该粘接剂为单组分、溶剂型胶粘接，适合于PTFE 与PTFE自粘接或PTFE与不锈钢互粘接。
粘接工艺：将被粘表面用丙酮或乙醇溶液擦洗洁净，晾干，直接在被粘表面涂T530胶，接合、施压进行粘接，5~10min即可粘牢。
前两类粘接剂粘接效果较好，但需要时间较长。
这与现代化生产当中快节奏、高效率不符。
而后两种粘接剂则是最近消失的新型胶粘剂，属快速、高效型，它们从工件处理到粘接再到使用总共时间不超过非常钟，其剪切强度可高达9~16Kg/cm2。
氟橡胶简介
表 3 含氟化合物化学键的自由旋转能
表 4 常用橡胶的气体透过系数 （cm3·mm/24h·m2·atm）
图 1 耐热性与耐油性的对比
图 2 耐燃图 4 压缩永久变形量对比
从氟橡胶的生产工艺来看，它的 配方一般包括生胶、硫化剂（交联剂）、 催化剂、补强剂和助剂等几个方面。 在满足所需交联度的条件下，硫化剂 应尽量少用，虽然增加补强剂对机械 强度的提高和电性能有利，但用量也 不宜过多，否则对耐热性有很大影响。 因此，生产工艺中氟含量、分子量、 分子量分布、硫化剂浓度等系数的差 异往往也是造成氟橡胶间特性差异的 主要原因，如表 5～9 及图 6 所示[5-6]。
https://zhuanlan．zhihu．com/p/146960404
2．2 试验结果对比 对比试验表明氟橡胶与其他类别相
比，性能十分优异（见图 1～5 及表 4）[3-4]。 其气体透过性低，适用于高真空装置、隔 断外界气体的用途；力学性能好，但常温 下弹性较差，伸长率为 150%～300%，撕 裂强度 20～40KN/n，拉伸强度 10～ 25MPa；耐高温性能好，氟橡胶 26 可在 200～250℃范围内长期工作，或在 300℃ 下短期工作，但耐低温性能一般，能保持 弹性的极限温度范围为-15～20℃。
2 性能分析与对比
2．1 机理分析 氟元素是已知的化学元素中电负性最
强的元素，C-F 键能很高，如表 1 所示。氟 原子半径很小，相当于 C-C 键长的一半， 这使得氟原子能紧密的排列在碳原子的周 围，形成了 C-C 键的保护屏障，这赋予了 含氟高分子弹性体 C-C 键的化学惰性。
另外，由于氟原子的存在，在其强吸电 子效应和对 C-C 键屏蔽保护作用下，使 C-C
性能发生了变化。图 9 是 Kalrez 常用牌号类型，可满 足各种苛刻工况的要求。
聚四氟乙烯改性现状及研究进展
综述CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2022， 39（4）： 70随着现代科技的飞速发展，对高性能材料的需求日益增加，聚四氟乙烯（PTFE）作为一种性能优良的工程塑料，在许多领域具有广泛的应用［1-2］。
PTFE是由单体四氟乙烯聚合而成［3］，分子结构为一种螺旋构象，即C—C骨架全部被周围的F原子包裹。
同时由于C—F的键能很高不易断裂，使PTFE可以抵抗强酸、强碱、油脂、纯氧化剂和有机溶剂等的腐蚀，但缺点是强度较低，不利于成型加工，机械磨损率高，特别是在受外力作用下会产生严重的蠕变现象，极大地限制了PTFE 的应用。
因此对PTFE的改性显得尤为重要［2］。
目前，PTFE的改性方法主要有表面改性、填充改性和共混改性。
本文详细阐述了PTFE改性的几种方法，并研究了改性方法对PTFE复合材料力学性能、摩擦性能和介电性能的影响。
DOI：10.19825/j.issn.1002-1396.2022.04.15 *1 PTFE的改性1.1 表面改性由于PTFE表面结合能较小，不易与其他化合物和小分子反应，同时其他填料也很难附着在PTFE表面。
采用物理化学法对PTFE表面进行处理，可以在PTFE表面产生反应位点同时提高表面的粗糙程度，改善PTFE表面的疏水性、亲核性和防污性能。
常见的处理方法主要有等离子体处理法、电子辐照处理法、偶联剂处理法［4］。
聚四氟乙烯改性现状及研究进展左 程1，肖 伟2*（1. 江苏扬建集团有限公司 扬州华正建筑工程质量检测有限公司，江苏 扬州 202105；2. 上海工程技术大学 数理与统计学院，上海 201620）摘要：综述了近几年国内外聚四氟乙烯（PTFE）改性的研究进展，并总结了表面改性、填充改性和共混改性的优缺点，着重分析了填料对PTFE力学性能、摩擦性能和介电性能的影响。
最后对PTFE改性工艺的发展趋势和前景进行了展望。