




改善低湿性能的氟橡胶
氟橡胶大分子主键或侧链上氟原子的存在,由于电负性极高,对聚合物碳碳主键产生很强的屏蔽作用,使其具有优异的耐高温和耐介质稳定性,但氟原子的存在,也使整个大分子链的柔性降低,刚性增大,因而低温性能较差。
为改善氟橡胶的低温性能,国外已于70年代初会成出氟醚橡胶,将含醚键单体(全氟1烷1基乙烯基醚类)引入到大分子结构中,提高了聚合物大分子链的柔顺性,低温性能明显改善,如VitonGLT氟醚生胶玻璃化转变温度比氟橡胶F246降低了约14℃,其唯1一缺点是价格较高。氟橡胶是含有氟原子的合成橡胶,具有耐高温、耐油及耐多种化学***侵蚀的特性,是目前所有弹性体中耐介质性能好的一种,且有的耐天候老化性能及耐臭氧性能。
北京航空材料研究院通过橡胶并用技术并用少量氟醚橡胶研制出的FX-13,改善了氟橡胶的低温性能,其脆性温度可达-45℃,已成功地用于制造长征系列运载火箭伺服机构密封件,确保了长征系列火箭多次商业发射的成功。采用并用技术,不仅有效地改善了氟橡胶的低温性能,而且其价格比氟醚橡胶大大降低。在技术含量较高的汽车发动机、变速箱、汽门油封方面,所选用的材料主要是氟橡胶、氢化橡胶等。
从一些近期的专利现状来分析,氟橡胶新产品及其技术主要方向有以下几点:
1.新的硫化技术。目前开发出的氟橡胶硫化体系有3种:(1)分子中含有2个氨基的二胺化合物;(2)含有2个羟基的多元醇化合物;(3)过氧化物及其多官能化合物。
其中使用广泛的是多元醇硫化体系,所使用的多元醇只限于双酚AF,多元醇体系具有压缩永1久变形小和抗焦烧安全性高两大优点。过氧化物硫化体系中的交联点含有更稳定的C-C键,因此其硫化胶的耐化学***性更为优异。对于含有醚单体的耐寒级氟橡胶,由于要从偏氟乙烯链上脱去氟1化氢,所以必须采用过氧化物进行硫化,可改善胶料的加工性能。通过对填料体系进行深入研究,国内成功地研制出不同硬度等级的低压缩永1久变形氟橡胶。
2.新的耐汽车燃油氟橡胶。新的耐汽车燃油氟橡胶是替代现有品级的理想选择,不仅成本低,且可以在-40 ℃下提供可靠密封。
3.新的耐化学***氟橡胶。特种氟弹性体形成一个重要的高1端系列氟橡胶产品,它们具有氟橡胶优异的耐热性能和耐化学***性。
4.全氟辛酸及其盐(PFOA)替代技术。PFOA是氟橡胶聚合使用的分散剂,也是目前世界上发现的难降解的有机污染物之一。随着环境科学界对其认识的深入及社会公众环境意识的提高,研究开发PFOA替代品,减少或不使用PFOA生产氟橡胶已成为氟橡胶技术发展的主要趋势。26型、246型氟橡胶板能够应用于133×l0-9~133×10-10Pa的超高真空场合,是宇宙飞行器中的重要橡胶材料。
绿色氟胶板性能耐过热水与蒸汽的性能
氟胶板对热水作用的稳定性,不仅取决于生胶本身的性质,而且还决定于胶料的配合。对氟胶板来说,这种性能主要取决于它的硫化体系。过氧化物硫化体系比胺类、双酚AF类硫化体系为佳。23-11型氟胶可以在200℃下长期使用,250℃下短期使用。26型氟胶板采用胺类硫化体系的胶料性能较一般合成橡胶板如三元乙丙橡胶板、丁基橡胶板还差。
绿色氟胶板性能
压缩变形性能
这是作为密封制品必须控制的一个重要性能。26型氟胶板的压缩变形性能较其他氟胶板都好,这是它之所以获得广泛应用的原因之一。在200~300℃的温度范围内其压缩变形显得很大。氟橡胶具有优异的化学稳定性,用于阀门内衬,可耐强酸、强碱和强腐蚀性介质。但在二十世纪70年代美国DuPont公司对其进行了改进,发展了一种低压缩变形胶料(Viton E-60C),它是从生胶品种(Viton A改进为Viton E-60)和硫化体系选择上(从胺类硫化改进为双酚AF硫化)进行改进的,这就使氟胶板在200℃高温下长期密封时的压缩变形性较好,氟胶板在149℃长期存放的条件下,其密封保持率在各类橡胶板中处于的地位。
氟胶板的透气性是橡胶板中较低的,与真空橡胶板相近。填料的加入能使硫化胶的气透性变小,其中***钡的效果较中粒子热裂法炭黑(MT)显著。氟胶板的气透性随温度升高而增大,气体在氟胶板中的溶解度较大,但扩散速度则很小,这有利于在真空条件下应用,但在加工时易产生“卷气”的麻烦。但是,在加工压缩型密封制品时,在选用彩色原料时,要注意颜料与高温的合理匹配,还要控制胶料的压缩变形值,以使产品适应压缩下的工作需要。
耐候、耐臭氧性能
氟胶板对日光、臭氧和天候的作用十分稳定。例如其硫化胶经过10年自然老化后,还能保持较好的性能。拉伸25%的氟橡胶试样,在0.01%臭氧的空气中,经受45天作用后,未产生任何明显的龟裂。在日光中曝晒2年后,也未发现龟裂。氟胶的配方是由氟橡胶、吸酸剂、硫化剂、促进剂、补强填充剂、加工助剂等组成。氟胶板对微生物的作用也是稳定的。