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進步氟矽橡膠耐寒性的辦法有幾個
日期：2024-12-29 23:38
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摘要：氟矽橡膠 氟橡膠
氟矽橡膠是一種由矽氧鍵構(gòu)成主鏈，而鍘鏈上含有三氟烷基的高聚物，它的聚合法辦法與二甲基矽橡膠類似，是用環(huán)狀矽氧烷開環(huán)聚合法製造的。氟矽橡膠的耐熱性及耐藥品性不如其他氟橡膠，但因為其主鏈含有矽氧鍵，而側(cè)基上又含有氟原子，它兼有兩者的長處，因而可以在-60℃-200℃非常寬的溫度區(qū)域中運用，且耐燃料油特性優(yōu)良，對甲醇溶脹小，但缺陷是物理機械特性比其他氟橡膠差。
一、橡膠並用
將氟矽橡膠與一些通用橡膠、特種橡膠並用，可以改進氟橡膠彈性低、耐寒性差、價格昂貴等缺陷，獲得特性優(yōu)異而本錢較低的材料。因為氟橡膠本身結(jié)構(gòu)上的特色，使得共硫化係統(tǒng)挑選比較困難，且並用後會部分下降氟橡膠的獨有特性，因而，國內(nèi)外在並用方麵的研討開展的並不廣泛，其中可以進步氟橡膠的耐寒性的並用係統(tǒng)主要有以下幾種。
二、氟矽橡膠/乙丙橡膠並用
二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠均能與氟橡膠進行並用改性，研討較多的是用於四丙氟橡膠的改性。與四丙氟橡膠比較，乙丙橡膠也具有極高的化學穩(wěn)定性、耐熱、耐候、耐水、耐水蒸氣、耐化學藥品等許多優(yōu)良特性，但它的典型特色是耐極性介質(zhì)特性較好，且低溫特性優(yōu)越。四丙氟橡膠相當於乙烯分子的氟取代物與丙烯的共聚物，因而兩者在組成結(jié)構(gòu)上的類似，為兩者的並用供給了相容性根底。據(jù)材料介紹，將四丙氟橡膠與二元或三元乙丙橡膠並用，可以進步四丙氟橡膠的耐寒性和彈性，改進加工工藝特性並下降材料的本錢。但因為二者的極性相差很大，合理解決共混物的共硫化是並用成功的關鍵。
三、氟矽橡膠/氟醚橡膠並用
為改進氟橡膠的低溫特性，國外已於20世紀70年代初合成出氟醚橡膠，其低溫特性較氟橡膠有顯著改進，如Viton GLT氟醚橡膠的Tg較氟橡膠F246下降了約14℃，但其價格較高。北京航空材料研討院通過橡膠並用技能並用少量氟醚橡膠研製出氟橡膠FX-13，改進了氟橡膠的耐寒性，其脆性溫度可達-45℃，且其他物理機械特性優(yōu)良。通過並用氟醚橡膠不隻有效地改進了氟橡膠的耐寒性，並且其價格也比氟醚橡膠大大下降。
四、氟矽橡膠/矽橡膠並用
矽橡膠是指分子主鏈以-Si-O-鍵為主，而側(cè)基為有機基團(主要是甲基)的一類線形聚合物，是一種兼具無機和有機性質(zhì)的高分子彈性體。因為其分子結(jié)構(gòu)的特殊性，與其他橡膠比較，矽橡膠具有優(yōu)異的耐熱性、彈性、耐寒性，優(yōu)良的脫模性、電氣性、透氣性、導熱性、防水性及傑出的溫度穩(wěn)定性。將矽橡膠與氟橡膠並用，可獲得兼具二者特性的並用膠，可顯著改進氟橡膠耐寒性和彈性差的缺陷，如日本合成橡膠公司開發(fā)的JSR-JENIXF係列氟橡膠/矽橡膠並用膠具有優(yōu)良的耐熱性、耐寒性、耐油性、耐水性和耐蒸氣性，且價格相對較低。
五、添加適宜的增塑劑
增塑劑是耐寒橡膠製品配方規(guī)劃中除生膠之外，對耐寒性影響很大的配合劑。研討表明，參加增塑劑能進步橡膠分子鏈的柔性，從而改進硫化膠的耐寒性。一般參加凝固點較低的增塑劑，可下降硫化膠的玻璃化溫度；反之，若增塑劑的凝固點溫度較高，則可使硫化膠的玻璃化溫度進步。從進步硫化膠耐寒性的角度出發(fā)，增塑劑的挑選，有必要充分估計增塑劑對玻璃化溫度的影響。
增塑劑的類型和用量，是由矽橡膠製品及品種的耐寒性目標決議的。在耐寒性較差的極性橡膠中參加適當?shù)脑鏊軇ㄟ^增塑劑的極性基團與極性橡膠分子鏈中的極性基團相互作用，下降了極性橡膠分子間的作用力，使分子鏈段易於運動，從而可獲得較好的低溫特性。但關於氟橡膠來說，因為其分子結(jié)構(gòu)高度穩(wěn)定，選用一般的增塑劑對它不起作用，何況在200-250℃下進行二段硫化的過程中增塑劑會揮發(fā)掉，因而可以應用在氟橡膠中的增塑劑品種極為有限：一種是運用低相對分子質(zhì)量的含氟烯烴共聚物，亦即氟蠟，作為氟橡膠的增塑劑。如在異戊橡膠與氟橡膠的並用係統(tǒng)中，若參加預先製備的低分子增塑劑ΦNA(由異戊橡膠與氟橡膠在特殊結(jié)構(gòu)的反應器中力學降解製得)，則可顯著進步並用膠的耐寒性。另一種是選用含氟酸酯，如氟化己二酸酯作為氟橡膠的增塑劑。該種增塑劑因為分子結(jié)構(gòu)中含有氟，與氟橡膠具有較好的親和性，因而可以改進配合劑的分散和膠料的加工特性，但它的長處是在對硫化膠的物理機械特性無顯著影響的前提下，可顯著改進氟橡膠的耐寒性，使氟橡膠製品可以在-50℃的溫度下運用。
六、氟橡膠/順式異戊橡膠並用
將順式1，4-聚異戊二烯與不同結(jié)構(gòu)的氟橡膠並用可用於出產(chǎn)橡膠密封件。在此類並用膠中，隨著氟橡膠與異戊橡膠並用比的變化，並用膠可表現(xiàn)出不同的特性。當氟橡膠含量低於50份時，異戊橡膠為接連相，並用膠具有傑出的耐寒性，但其耐油性較差，該缺陷可通過選用適宜的硫化辦法(如動態(tài)硫化辦法)來加以改進。選用動態(tài)硫化法，可合理操控並用膠的耐油、耐寒性。
七、選用適宜的硫化係統(tǒng)
氟橡膠所用的硫化係統(tǒng)目前大體上可分為3類：胺類、酚類和有機過氧化物類。據(jù)材料報道，關於三愛富公司出產(chǎn)的F246係列氟橡膠，當選用單一硫化劑作為硫化係統(tǒng)時，無論是選用胺類、酚類還是過氧化物類硫化劑，對氟橡膠的低溫特性影響都不是很顯著，差異也不大。關於不同的氟橡膠品種與不同的硫化係統(tǒng)配合，及選用不同的硫化辦法對氟橡膠耐寒性的影響還有待於進一步研討。
八、選用適宜的填充劑
一般來說，參加填充劑不會顯著改動橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，填充劑對橡膠耐寒性的影響，取決於填充劑和橡膠相互作用後所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。活性炭黑粒子和橡膠分子之間會構(gòu)成不同的物理吸附鍵和結(jié)實的化學吸附鍵，會在炭黑粒子外表構(gòu)成生膠的吸附層(界麵層)，該界麵層的特性與玻璃態(tài)生膠的特性十分接近，約束分子鏈的運動，使被吸附生膠的玻璃化溫度上升，阻止鏈段構(gòu)型的改動，因而，不能盼望參加填充劑來改進氟橡膠的耐寒性。
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一、橡膠並用
將氟矽橡膠與一些通用橡膠、特種橡膠並用，可以改進氟橡膠彈性低、耐寒性差、價格昂貴等缺陷，獲得特性優(yōu)異而本錢較低的材料。因為氟橡膠本身結(jié)構(gòu)上的特色，使得共硫化係統(tǒng)挑選比較困難，且並用後會部分下降氟橡膠的獨有特性，因而，國內(nèi)外在並用方麵的研討開展的並不廣泛，其中可以進步氟橡膠的耐寒性的並用係統(tǒng)主要有以下幾種。
二、氟矽橡膠/乙丙橡膠並用
二元乙丙橡膠和三元乙丙橡膠均能與氟橡膠進行並用改性，研討較多的是用於四丙氟橡膠的改性。與四丙氟橡膠比較，乙丙橡膠也具有極高的化學穩(wěn)定性、耐熱、耐候、耐水、耐水蒸氣、耐化學藥品等許多優(yōu)良特性，但它的典型特色是耐極性介質(zhì)特性較好，且低溫特性優(yōu)越。四丙氟橡膠相當於乙烯分子的氟取代物與丙烯的共聚物，因而兩者在組成結(jié)構(gòu)上的類似，為兩者的並用供給了相容性根底。據(jù)材料介紹，將四丙氟橡膠與二元或三元乙丙橡膠並用，可以進步四丙氟橡膠的耐寒性和彈性，改進加工工藝特性並下降材料的本錢。但因為二者的極性相差很大，合理解決共混物的共硫化是並用成功的關鍵。
三、氟矽橡膠/氟醚橡膠並用
為改進氟橡膠的低溫特性，國外已於20世紀70年代初合成出氟醚橡膠，其低溫特性較氟橡膠有顯著改進，如Viton GLT氟醚橡膠的Tg較氟橡膠F246下降了約14℃，但其價格較高。北京航空材料研討院通過橡膠並用技能並用少量氟醚橡膠研製出氟橡膠FX-13，改進了氟橡膠的耐寒性，其脆性溫度可達-45℃，且其他物理機械特性優(yōu)良。通過並用氟醚橡膠不隻有效地改進了氟橡膠的耐寒性，並且其價格也比氟醚橡膠大大下降。
四、氟矽橡膠/矽橡膠並用
矽橡膠是指分子主鏈以-Si-O-鍵為主，而側(cè)基為有機基團(主要是甲基)的一類線形聚合物，是一種兼具無機和有機性質(zhì)的高分子彈性體。因為其分子結(jié)構(gòu)的特殊性，與其他橡膠比較，矽橡膠具有優(yōu)異的耐熱性、彈性、耐寒性，優(yōu)良的脫模性、電氣性、透氣性、導熱性、防水性及傑出的溫度穩(wěn)定性。將矽橡膠與氟橡膠並用，可獲得兼具二者特性的並用膠，可顯著改進氟橡膠耐寒性和彈性差的缺陷，如日本合成橡膠公司開發(fā)的JSR-JENIXF係列氟橡膠/矽橡膠並用膠具有優(yōu)良的耐熱性、耐寒性、耐油性、耐水性和耐蒸氣性，且價格相對較低。
五、添加適宜的增塑劑
增塑劑是耐寒橡膠製品配方規(guī)劃中除生膠之外，對耐寒性影響很大的配合劑。研討表明，參加增塑劑能進步橡膠分子鏈的柔性，從而改進硫化膠的耐寒性。一般參加凝固點較低的增塑劑，可下降硫化膠的玻璃化溫度；反之，若增塑劑的凝固點溫度較高，則可使硫化膠的玻璃化溫度進步。從進步硫化膠耐寒性的角度出發(fā)，增塑劑的挑選，有必要充分估計增塑劑對玻璃化溫度的影響。
增塑劑的類型和用量，是由矽橡膠製品及品種的耐寒性目標決議的。在耐寒性較差的極性橡膠中參加適當?shù)脑鏊軇ㄟ^增塑劑的極性基團與極性橡膠分子鏈中的極性基團相互作用，下降了極性橡膠分子間的作用力，使分子鏈段易於運動，從而可獲得較好的低溫特性。但關於氟橡膠來說，因為其分子結(jié)構(gòu)高度穩(wěn)定，選用一般的增塑劑對它不起作用，何況在200-250℃下進行二段硫化的過程中增塑劑會揮發(fā)掉，因而可以應用在氟橡膠中的增塑劑品種極為有限：一種是運用低相對分子質(zhì)量的含氟烯烴共聚物，亦即氟蠟，作為氟橡膠的增塑劑。如在異戊橡膠與氟橡膠的並用係統(tǒng)中，若參加預先製備的低分子增塑劑ΦNA(由異戊橡膠與氟橡膠在特殊結(jié)構(gòu)的反應器中力學降解製得)，則可顯著進步並用膠的耐寒性。另一種是選用含氟酸酯，如氟化己二酸酯作為氟橡膠的增塑劑。該種增塑劑因為分子結(jié)構(gòu)中含有氟，與氟橡膠具有較好的親和性，因而可以改進配合劑的分散和膠料的加工特性，但它的長處是在對硫化膠的物理機械特性無顯著影響的前提下，可顯著改進氟橡膠的耐寒性，使氟橡膠製品可以在-50℃的溫度下運用。
六、氟橡膠/順式異戊橡膠並用
將順式1，4-聚異戊二烯與不同結(jié)構(gòu)的氟橡膠並用可用於出產(chǎn)橡膠密封件。在此類並用膠中，隨著氟橡膠與異戊橡膠並用比的變化，並用膠可表現(xiàn)出不同的特性。當氟橡膠含量低於50份時，異戊橡膠為接連相，並用膠具有傑出的耐寒性，但其耐油性較差，該缺陷可通過選用適宜的硫化辦法(如動態(tài)硫化辦法)來加以改進。選用動態(tài)硫化法，可合理操控並用膠的耐油、耐寒性。
七、選用適宜的硫化係統(tǒng)
氟橡膠所用的硫化係統(tǒng)目前大體上可分為3類：胺類、酚類和有機過氧化物類。據(jù)材料報道，關於三愛富公司出產(chǎn)的F246係列氟橡膠，當選用單一硫化劑作為硫化係統(tǒng)時，無論是選用胺類、酚類還是過氧化物類硫化劑，對氟橡膠的低溫特性影響都不是很顯著，差異也不大。關於不同的氟橡膠品種與不同的硫化係統(tǒng)配合，及選用不同的硫化辦法對氟橡膠耐寒性的影響還有待於進一步研討。
八、選用適宜的填充劑
一般來說，參加填充劑不會顯著改動橡膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，填充劑對橡膠耐寒性的影響，取決於填充劑和橡膠相互作用後所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。活性炭黑粒子和橡膠分子之間會構(gòu)成不同的物理吸附鍵和結(jié)實的化學吸附鍵，會在炭黑粒子外表構(gòu)成生膠的吸附層(界麵層)，該界麵層的特性與玻璃態(tài)生膠的特性十分接近，約束分子鏈的運動，使被吸附生膠的玻璃化溫度上升，阻止鏈段構(gòu)型的改動，因而，不能盼望參加填充劑來改進氟橡膠的耐寒性。
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