氟橡胶CKФ-26磁性复合材料组分及性能的最佳化
氟醚橡胶研究及应用进展
合成橡胶工业,2021- 05- 15,44(3)：240~244CHINA SYNTHETIC RUBBER INDUSTRY专论・综述DOI ：10.19908/ki.ISSN1000-1255.2021.03.0240氟醚橡胶研究及应用进展董雅卓，冀克俭**,侯倩倩，许 峰，张文申，宋 磊，李胜凯收稿日期：2020-04-01 ；修订日期：2021-01-20。
作者简介：董雅卓（1996—），女&山东荷泽人&硕士研究 生。
主要从事高分子制备与表征技术方面的研究工作。
基金项目：国家国防科技工业局资助项目（JSJL 2017208 A 013）。
*通讯联系人。
（中国兵器工业集团第五三研究所，济南250031）摘要：简要综述了国内外氟醚橡胶的发展历程，介绍了氟醚橡胶的结构和性能研究及应用进展，对国内氟醚橡胶未来的研究方向进行了展望。
关键词：氟醚橡胶；发展历程；性能；应用；综述中图分类号:TQ 333.93文献标志码:A文章编号:1000-1255（2021 ）03-0240-05氟橡胶是主链与侧链的碳原子上均含有氟 原子的高分子弹性体，因其分子中C -F 的键能 （约为485 kj/mol ）高，且分子极性强，因此具有优异的耐热、耐油及耐化学性能等*1-2+,常作为密封材料广泛应用于航空航天、石油化工等领域。
但同时其无法满足更加苛刻的耐超低温要求，因此氟醚橡胶应运而生。
通过乳液共聚的方式将全氟烷基醚类单体引入主链或侧链可制得氟醚橡胶,在保证其优异的化学稳定性和耐高温性能的同时，又提高了分子的低温柔顺性,从而赋予其优 异的耐低温性能*3+。
1发展历程1957年，美国DuPont 公司首先研制出氟醚橡胶，命名为“Viton ”，并最早将其应用于航空航 天业。
Viton 能保证各部件即使是在恶劣条件下也能保持密封完整，使通讯设备正常运行。
同期， 前苏联合成橡胶科学研究院（BHMMCK ）研制出 CK%-260、CK%-460等牌号的氟醚橡胶⑷。
26型_246型氟橡胶并用胶性能研究
产品应用26型/246型氟橡胶并用胶性能研究韦 璇,陈 磊(中国船舶重工集团公司第725研究所,河南洛阳 471039) 摘要:考察了26型和246型两种氟橡胶并用后的常规物理性能、压变性能、耐热和耐油性能。
结果表明,将26型和246型两种氟橡胶并用是获得综合性能较好的密封胶料的一种简易方法;随着并用比的变化,并用胶的各项性能呈现规律性变化;可通过调节26型和246型的并用比可有目的、有重点地改进胶料的某些性能,使其适用于要求特殊的工况。
关键词:氟橡胶;并用胶;压变性能;耐热性能;耐油性能 氟橡胶(fluororubber)是主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。
它在耐高温和耐化学介质性能方面极佳,因此在现代工业中占有重要的地位。
氟橡胶制品主要为密封件、垫圈、垫片、隔膜、胶管、油封、衬里和防腐制品,还有电绝缘制品,目前已广泛地应用在各个领域如汽车工业、化学和石油工业、能源工业、商用和军用的航空工业、半导体工业中。
我国汽车工业消耗的氟橡胶占氟橡胶总消费量的40%,石油化工占25%,航天、航空及其他行业占35%。
氟橡胶在汽车上主要用作发动机燃料软管、加油软管、燃料泵及喷射装置密封材料,动力活塞密封材料,气门杆密封材料,曲轴密封材料,空调装置O形圈和汽车空调装置压缩机密封件等,平均每辆汽车耗用氟橡胶0.20～0.25kg。
目前应用最广泛的氟橡胶是26型和246型。
两者均具有极佳的耐热、耐化学介质、耐氧化及优良的物理机械性能,但由于其聚合单体和结构不同,氟含量有差异,所以在加工性能、物理性能、耐热性和耐介质性能方面有差异。
国产26型氟橡胶相当于美国杜邦公司的同类产品Viton A,246型氟橡胶则相当于Viton B。
26型氟橡胶是偏二氟乙烯(VDF)和六氟丙烯(HFP)的二元共聚物,氟质量分数为66%。
246型氟橡胶是偏二氟乙烯(VDF)、四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(H FP)的三元共聚物,氟质量分数为68%。
26类氟橡胶技术_刘伯南
26 类氟橡胶生胶体系可分两大类，即二元共聚
的 26 胶和三元共聚的 246 胶，每一类又可按门尼黏
度分为高、中、低不同门尼黏度的氟橡胶品种，每一
个氟橡胶品种又可按分子量分布分为不同的品级，
而分子量分布可以是单峰宽分布和双峰宽分布，可
有不同的分布指数。
就加工而言，高门尼黏度氟橡胶只适用于模压
制品的加工，当要求制品耐油或较高的机械强度时，
( 2) 硫化曲线解读 通常从硫化曲线上可看出胶料的硫化特性，即 起始黏度、焦烧时间、正硫化时间、交联度、硫化平坦 性、返原性，从而判断硫化配方的适用性和应取的加 工条件，其中焦烧时间和正硫化时间最为重要。 1) Mn———MindNm 最小转矩，其大小反映了混 炼胶料加工充模流动性的优劣，决定胶料是用于压 出成型还是模压成型和能否用于形状复杂制品的加 工; 2) Tn———达到最低黏度的对应时间，衡量加工 制品时控制质量的时间是否足够; 3) TS2 ———焦 烧 时 间 ( T10 ) { 转 矩 达 到［Mn + ( Mm － Mn) × 10%］所需时间} ; 焦烧是指胶料产生早期硫化的现象。焦烧的产 生将使胶料流动性降低，不能继续进行形变加工或 造成制品的缺陷。通常设计的配方，必须在规定的 硫化温度下硫化时间最短，而在加工( 制备混炼胶 等) 温度下焦烧时间最长。一般设计的硫化配方焦 烧时间在 1． 5 ～ 2． 0 min 范围内，以便降低能耗和提 高生产率; 4) 硫化速度和正硫化时间 T90 硫化速度以硫化指 数———硫 化 曲 线 上升阶段 的斜率表示，斜率越大，硫化速度越快; 正硫化时间 以 T90 ———转矩达到［Mn + ( Mm － Mn) × 90%］所需 时间为正硫化时间，一般设计的硫化配方控制 T90 在 2． 5 ～ 3． 5 min，过快会使制品中存在应力，使制品容 易变形，需降低活性促进剂用量; 过长能耗高、生产 效率低; 5) Mm———MaxdNm 最大转矩，反映硫化胶的最 大交联度。如果 Mm 较小，说明硫化剂用量太少或 硫化不完全，需要调整硫化配方。Mm 过大，说明硬 度和定伸强度均太高，可减少硫化剂用量; 6) 硫化平坦性。当转矩达到最大后，有时转矩 不变而曲线变得平坦，有效的硫化体系在硫化曲线 上基本上是平坦的，说明硫化体系形成的硫化键的 键能很高，耐热性好，耐热老化性能稳定，在高温下
氟橡胶
•概述 概述 •结构与性能 结构与性能 •应用 应用
二
三
一概述
1 定义
氟橡胶( 氟橡胶 fluororubber) 是指主链或侧链的碳原子上含有 氟原子的一种合成高分子弹性体。 氟原子的一种合成高分子弹性体。
2 分类
含氟烯烃类氟橡胶 根据化学组成 亚硝基类氟橡胶 其他氟橡胶
含氟烯烃类氟橡胶主要是偏氟乙烯（CH2=CH2）与六氟 含氟烯烃类氟橡胶 丙烯（ CF2 CF ）、四氟乙烯（ CF2=CF2）、三氟的特性
氟原子的引入，赋予氟橡胶优异的耐热性、抗氧化 氟原子的引入 性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性等。 <1> 物理和机械性能 随硫化配方和硫化条件的改变，氟橡胶的物理机械 性能可在较大范围内调整。 1) 氟碳类氟橡胶的拉伸强度较大 氟碳类氟橡胶的拉伸强度较大，一般为 10～ 30 MPa，而诸如氟硅橡胶、羧基亚硝基氟橡胶、氟化磷腈 橡胶、聚酯类氟橡胶等的拉伸强度低些，一般为 7 ～10 MPa，前者的拉断伸长率为 150% ～300%，后者可达 500%以上;
（2）双酚类硫化体系 ）
CH2
CF O R O
CH2
CH2
CF
CH2
CF3
双酚AF
HO
C CF3
OH
双酚硫化体系的交联键为含芳环的碳氧键 含芳环的碳氧键,其键能比 含芳环的碳氧键 碳氮键高,硫化胶结构稳定,不易分解发生再交联,因而抗压 缩永久变形性能优异,高温抗热撕裂性能也有所提高
（3）过氧化物硫化体系 ）
<4> 抗压缩永久变形性
氟橡胶的压缩永久变形性能较好。这主要取决于硫化 氟橡胶的压缩永久变形性能较好 这主要取决于硫化 剂种类，还与氟橡胶种类、生胶分子量及其分布、吸酸剂、 剂种类 填料种类以及硫化条件有关，并可以作一些适当调整，以求 达到希望的压缩永久变形要求。 : 不同硫化体系的氟橡胶的压缩永久变形如下: 双酚类硫化体系 ( 10% ～35%) 胺类硫化剂硫化体系( 胺类硫化剂硫化体系 35% ～55%) 有机过氧化物硫化体系（ 以上） 有机过氧化物硫化体系（ 55% 以上） 具体的数据与测试方法和压缩率有关。
氟橡胶
维通型氟橡胶的高速发展，主要是他具有最好的综合性能，包括它具有较好的力学强度、热稳定性好，耐介质性能特别优异，而且加工生产工艺方便、成本较低，因此，它在氟弹性体中占有绝对优势的地位。
已广泛用于航天、航空、交通、石油、机械、冶金、化工等工业部门，并在各个领域取得较好的经济效益和社会效益。
2. 氟橡胶的主要性能（1）常态下的力学性能26型氟橡胶一般的配合强度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），较丁腈橡胶的摩擦系数（0.9~1.5）小。
（2）耐高温性能氟橡胶和硅橡胶的耐高温性能，是目前现有橡胶中最好的。
F26-41氟橡胶在200~250℃下可长期工作，在300℃也可短期工作（见表1），F246的耐热性能比F26好一点。
表1.氟橡胶的耐热性在耐老化方面，氟橡胶和硅橡胶优于其它品种的橡胶（见表2）表.2各种橡胶的耐热老化性**橡胶在该浓度下，经过24~26小时老化后，拉伸强度≥7MPa；伸长率≥100%的称为具有工作能力。
氟橡胶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，随温度升高下降缓慢（见表3）。
表3.氟橡胶在不同温度下的性能变化基于以上情况，在高温条件下使用的氟橡胶密封件，应避免非装配应力的作用，以免造成高温下早期损坏。
（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蚀性。
仅仅不耐低分子的酯、醚、酮以及部分胺类化合物。
（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。
对氟橡胶来说，过氧化物硫化的氟橡胶优于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。
氟橡胶主要性能
氟橡胶主要性能 The manuscript was revised on the evening of 2021主要性能化学稳定性佳氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。
26型氟橡胶耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油，耐无机酸，耐多数的有机、无机溶剂、药品等，仅不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。
23型的介质性能与26型相似，且更有独特之处，它耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26型好，在室温下98%的HNO3中浸渍27天它的体积膨胀仅为13%~15%。
耐高温性优异氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中最好的。
26-41氟胶在250℃下可长期使用，300℃下短期使用；246氟胶耐热比26-41还好。
在300℃×100小时空气热老化后的26-41的物性与300℃×100小时热空气老化后246型的性能相当，其扯断伸长率可保持在100%左右，硬度90~95度。
246型在350℃热空气老化16小时之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后，含有喷雾炭黑、热裂法炭黑或碳纤维的胶料伸长率上升约1/2~1/3，强度下降1/2左右，仍保持良好的弹性。
23-11型氟胶可以在200℃下长期使用，250℃下短期使用。
耐老化性能好氟橡胶具有极好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。
据报导，DuPont开发的Vitona 在自然存放十年之后性能仍然令人满意，在臭氧浓度为%的空气中经45天作用没有明显龟裂。
23型氟橡胶的耐天候老化、耐臭氧性能也极好。
真空性能极佳26型氟橡胶具有极好的真空性能。
246氟橡胶基本配方的硫化胶真空放气率仅为37×10-6乇升/秒．厘米2。
246型氟橡胶已成功应用在10-9乇的真空条件下。
机械性能优良氟橡胶具有优良的物理机械性能。
氟橡胶的性能和加工要点
氟橡胶的性能和加工要点蔡树铭(铁岭橡胶工业研究设计院 112002)氟橡胶于1956年由美国杜邦公司开发成功后,得到了比较迅速的发展。
目前,全世界氟橡胶的年产量约11000t,我国仅有100多吨的产量,远远满足不了国民经济飞速发展的需要。
虽然国内在60年代就着手氟橡胶的研究工作,但是由于生胶品种单一,门尼粘度偏高,加之新助剂开发缓慢,因此,国产氟橡胶胶料的性能还是比较落后。
下面介绍国产26型氟橡胶和国外氟橡胶产品的主要性能及其加工要点。
1 氟橡胶的主要性能物理性能:氟橡胶具有较好的力学性能,有较好的拉伸强度和硬度,但常态下的弹性较差。
耐热性:氟橡胶有很好的耐热性,26型氟橡胶可在250 下长期工作,在300 可短期工作。
氟橡胶性能随温度的变化大于硅橡胶,其拉伸强度和硬度均随温度升高而明显下降,至250~260 时,下降趋势减缓。
耐腐蚀性能:氟橡胶有很高的化学稳定性,是所有弹性体中最耐介质的一种;它对有机液体各种烃类有良好的抗耐性,仅仅不耐低分子的酯、醚、酮及部分胺类化合物。
耐过热水、蒸汽的性能:过氧化物硫化的氟胶优于胺类、酚类化合物硫化的氟橡胶。
抗压缩变形性能:据统计,50%以上的氟橡胶用于密封制品,压缩变形是一个主要性能。
美国杜邦公司一直致力于改进压缩变形性能,其产品204 70h压缩变形在1964年时大于80%,至1973年已有大幅度的降低达13%。
耐寒性能:26型氟橡胶的耐寒性能较差,其保持弹性的极限温度为-15~-20 。
美国杜邦公司开发的Viton GLT,其低温性能得到很好的改进,可适用于-54 下的密封,是阿拉斯加油田用的低温密封材料。
特定的超低温下的密封,有时也用氟橡胶。
气透性与真空性能:氟橡胶有很低的透气性,在高温、高真空条件下,具有极小的气体挥发量(失重),因此,它的耐高真空性能特别好。
耐侯、耐臭氧性能:氟橡胶对日光、臭氧和天候老化十分稳定。
硫化胶经过10年的自然老化,还保持很好的性能。
氟橡胶的分类及简介
氟橡胶的分类及简介 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020氟橡胶的分类及简介氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的一种合成高分子弹性体。
氟橡胶具有其他橡胶不可比拟的优异性能，如耐高温、耐油、耐化学药品性能，良好的物理机械性能和耐候性、电绝缘性和抗辐射性等，在所有合成橡胶中其综合性能佳，俗称“橡胶王”。
主要用于制作耐高温、耐油、耐介质的橡胶制品，如各种密封件、隔膜、胶管、胶布、橡胶板等，也可用作电线外皮，防腐衬里等。
在航空、汽车、石油化工等领域得到了广泛的应用。
在军事工业上，氟橡胶主要用于航天、航空及运载火箭、卫星、战斗机、新型坦克的密封件，油管和电气线路护套等方面，是国防工业中无法替代的关键材料。
氟橡胶的分类：氟橡胶于20世纪40年代问世，由于其优良的特性和实用性受到各国广泛重视，因而发展很快，品种繁多。
其分类方法也不尽相同，按其化学组成可分为含氟二烯类橡胶；含氟聚丙烯酸酯氟橡胶；含氟聚酯类橡胶；含氟烯烃共聚物；氟硅橡胶；亚硝基类氟橡胶等。
尽管氟橡胶产量和用量很大，然而目前生产的主要有两种类型：即23型和26型氟橡胶。
26型氟橡胶是目前通用的氟橡胶品种，其耗量约占整个氟橡胶耗量的 9成以上。
为适应各种用途，其生产牌号繁多，但就其基础品种来说，主要有下列两种。
1、氟橡胶—26系偏氟乙烯与六氟丙烯的乳液共聚物。
共聚时，偏氟乙烯与六氟丙烯的物质的量比分别为4:1。
2、氟橡胶－246系偏氟乙烯、六氟丙烯与四氟乙烯的三元共聚物。
其他品种大都由上述两种演变而来，有的改进了工艺性能，有的提高了耐热性能，有的降低了压缩变形等。
23型氟橡胶是由偏氟乙烯与三氟氯乙烯在常温及左右的压力下，用悬浮法制得的一种橡胶状共聚物。
它是很早就开始工业规模生产的氟橡胶品种，但由于其加工困难，致使发展受到了限制，目前除在耐强酸的场合（特别是发烟硝酸）有所应用外，其他多被26型氟橡胶所取代。