氟橡膠(文檔良心出品)

維通型氟橡膠的高速發(fā)展，主要是他具有最好的綜合性能，包括它具有較好的力學(xué)強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性好，耐介質(zhì)性能特別優(yōu)異，而且加工生產(chǎn)工藝方便、成本較低，因此，它在氟彈性體中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的地位。已廣泛用于航天、航空、交通、石油、機(jī)械、冶金、化工等工業(yè)部門，并在各個(gè)領(lǐng)域取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2.氟橡膠的主要性能

（1）常態(tài)下的力學(xué)性能

26型氟橡膠一般的配合強(qiáng)度10-20Mpa；伸長(zhǎng)率150-300%；撕裂強(qiáng)度在20-40KN/m之間，但是它的彈性較差。

氟橡膠的摩擦系數(shù)（0.8），較丁腈橡膠的摩擦系數(shù)（0.9~1.5）小。

（2）耐高溫性能

氟橡膠和硅橡膠的耐高溫性能，是目前現(xiàn)有橡膠中最好的。F26-41氟橡膠在200~250℃下可長(zhǎng)期工作，在300表1.氟橡膠的耐熱性試驗(yàn)溫度℃時(shí)間（小時(shí)）204232

10000以上

3000260100028824031648

在耐老化方面，氟橡膠和硅橡膠優(yōu)于其它品種的橡膠（見(jiàn)表2）表.2各種橡膠的耐熱老化性*橡膠種類具有工作能力的極限溫度℃氟橡膠320硅橡膠320丁腈橡膠180天然橡膠130

*橡膠在該濃度下，經(jīng)過(guò)24~26小時(shí)老化后，拉伸強(qiáng)度≥7MPa；伸長(zhǎng)率≥100%的稱為具有工作能力。氟橡膠拉伸強(qiáng)度和硬度隨溫度升高而明顯下降。拉伸強(qiáng)度和硬度的變化特點(diǎn)是：在150℃以下，隨溫度升高而迅速降低；在150～260℃表3.氟橡膠在不同溫度下的性能變化性能24150204拉伸強(qiáng)度

MPa伸長(zhǎng)率

100%33012080

硬度

（邵氏Ａ）756563

基于以上情況，在高溫條件下使用的氟橡膠密封件，應(yīng)避免非裝配應(yīng)力的作用，以免造成高溫下早期損壞。

（3）耐腐蝕性能

氟橡膠具有卓越的耐腐蝕性能。它對(duì)有機(jī)液體、不同燃料油和潤(rùn)滑油的穩(wěn)定性優(yōu)異。對(duì)大部分無(wú)機(jī)酸、碳?xì)浠衔?、苯和甲苯有良好的抗蝕性。僅僅不耐低分子的酯、醚、酮以及部分胺類化合物。

（4）耐熱水和過(guò)熱蒸汽的性能

橡膠對(duì)熱水作用的穩(wěn)定性，不僅取決于本體材料，而且決定于膠料的配合。對(duì)氟橡膠來(lái)說(shuō)，過(guò)氧化物硫化的氟橡膠優(yōu)于胺類和酚類硫化體系的膠料。應(yīng)該說(shuō)，氟橡膠的耐熱水和過(guò)熱蒸汽性能一般，它不如乙丙橡膠，在180℃

（5）壓縮永久變形性能

氟橡膠用于高溫下的密封中，壓縮變形是它的關(guān)鍵性能。維通型氟橡膠所以得到極其廣泛的應(yīng)用，是與它的壓縮變形的改進(jìn)分不開(kāi)的。美國(guó)杜邦公司從60～７0年代致力于提高氟橡膠壓縮變形的抗耐性，并取得顯著的效果。表4是杜邦公司氟橡膠壓縮變形的改進(jìn)。表4.杜邦公司氟橡膠壓縮變形的改進(jìn)年度204℃1964>80196860196950197030197313

（6）耐低溫性能

氟橡膠的耐低溫性能一般，它能保持彈性的極限溫度為-15~-20℃。隨著溫度的降低，它的拉伸強(qiáng)度變大，在低溫下顯得強(qiáng)韌的。在測(cè)2mm厚的標(biāo)準(zhǔn)試樣時(shí)，它的脆性溫度在-30℃左右；厚度1.87mm時(shí)為-45℃；厚度0.63mm時(shí)為-53℃；厚度0.25mm時(shí)為-69℃

（7）耐氣候老化和耐臭氧性

VitonA自然存放10年之后的性能仍然是令人滿意的。在臭氧濃度為0.01%的空氣中，經(jīng)45天作用沒(méi)有明顯龜裂。它的耐氣候老化和耐臭氧性是令人滿意的。

（8）電性能

氟橡膠的電絕緣性能不是太好，只適于低頻低壓下使用。溫度對(duì)它的電性能影響很大，從24℃升到184

（9）氣透性

氟橡膠的氣體溶解度比較大，其擴(kuò)散速度比較小，總的氣透性很小。在氟橡膠中，填料的加入，充填了橡膠內(nèi)部的空隙，從而使硫化膠的氣透性變小，這對(duì)于真空密封是很有利的。如配合適中，氟橡膠可解決10-7Pa真空密封。

（10）耐燃性

氟橡膠遇火能燃燒，離火即自熄。

3.氟橡膠的配合技術(shù)

一個(gè)氟橡膠的配方，一般是由生膠、吸酸劑、硫化劑、促進(jìn)劑、補(bǔ)強(qiáng)填充劑、加工助劑等組成。

（1）生膠

國(guó)產(chǎn)氟橡膠和國(guó)外的氟橡膠的性能基本相同，只是加工性能有些差異，國(guó)產(chǎn)膠的加工性能較差，主要是門尼粘度較高，相應(yīng)影響膠料加工流動(dòng)性差。

國(guó)產(chǎn)氟橡膠26相當(dāng)于美國(guó)杜邦公司的VitonA，氟橡膠246相當(dāng)于VitonB，國(guó)外的氟橡膠生膠，有不少已加好了硫化劑，美國(guó)3M公司和日本大金公司供應(yīng)的氟橡膠已經(jīng)加好了硫化劑。

（2）硫化劑

硫化是使氟橡膠產(chǎn)生一定程度的交聯(lián)，使其具有良好的使用性能。氟橡膠硫化可以采用親核試劑的離子加成機(jī)理進(jìn)行，也可以以過(guò)氧化物或射線以自由基機(jī)理進(jìn)行。

胺類化合物（1#、3#硫化劑）硫化氟橡膠，可以解決一般產(chǎn)品的要求；采用2#硫化劑，可以解決膠漿的加工。

在密封制品中，為使其有較小的壓縮變形值，應(yīng)優(yōu)先選用酚類化合物作為硫化劑。如對(duì)苯二酚、雙酚A、雙酚AF等，并配用相應(yīng)的促進(jìn)劑，以適合高層次的性能要求。

在解決腐蝕介質(zhì)的抗耐性上，建議采用過(guò)氧化物硫化氟橡膠。

（3）吸酸劑

吸酸劑也稱為穩(wěn)定劑。它是為了解決氟橡膠加工過(guò)程產(chǎn)生氟化氫對(duì)金屬的腐蝕和污染，使硫化反應(yīng)順利進(jìn)行。Ca(OH)2等。一般采用MgO、CaO、ZnO、PbO、二鹽基亞磷酸鉛，其用量一般在5~10份。它們的加入各有特點(diǎn)：MgO耐熱性好；PbO耐酸性好；CaO壓縮變形?。粚?duì)消除氣泡有利；ZnO和二鹽基亞磷酸鉛，膠料流動(dòng)性得到改善，耐水性好；Ca(OH)2壓縮變形小，加入Ca(OH)2和活性MgO，在酚類硫化體系中，可得到低壓縮變形的膠料?？傊?，要選擇合適的吸酸劑，以滿足實(shí)際性能的要求。

（4）補(bǔ)強(qiáng)填充劑

氟橡膠是一種自補(bǔ)強(qiáng)性能的橡膠。由于性能要求和用途的不同，需要通過(guò)補(bǔ)強(qiáng)、填充體系進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其功能和成本適應(yīng)用戶的需要。一般用量在10-30份之間。目前常用的補(bǔ)強(qiáng)填充劑大致上有熱裂法炭黑（N-990）、噴霧碳黑、白炭黑、硫酸鈣、硫酸鋇、氧化鈣、炭纖維等。

用加拿大進(jìn)口的N990炭黑或噴霧碳黑，在黑色制品中均取得較好的加工工藝和相應(yīng)的物理性能。

加入20份炭纖維的氟橡膠，膠料流動(dòng)性好，加工硫化復(fù)雜形狀產(chǎn)品之后，其外觀好于N-990和噴霧碳黑，表面光滑。由于炭纖維的膠料導(dǎo)熱系數(shù)大，適合高速運(yùn)動(dòng)橡膠件的使用。應(yīng)該指明的是加入炭纖維的成本高，其伸長(zhǎng)率低。

彩色氟橡膠制品可以使用白炭黑、鈦白、氟化鈣、碳酸鈣等，并配用相應(yīng)的顏料即可得到相應(yīng)的膠料。但是，在加工壓縮型密封制品時(shí)，在選用彩色原料時(shí)，要注意顏料與高溫的合理匹配，還要控制膠料的壓縮變形值，以使產(chǎn)品適應(yīng)壓縮下的工作需要。

（5）加工助劑

加工助劑是近年來(lái)氟橡膠加工的一大進(jìn)步，它是在不影響膠料發(fā)揮的前提下，能改善氟橡膠的混煉工藝，防止焦燒，改進(jìn)膠料的流動(dòng)性和壓出性能，并能在加工中防止粘輥、粘模，起到外脫模劑的作用。

在氟橡膠的加工中，已出現(xiàn)過(guò)氟蠟、低分子聚乙烯、硬脂酸鋅、Ws280、棕櫚蠟、模特麗935P等新的加工助劑，為氟橡膠的加工和應(yīng)用提供了新的手段。它的加入量在1-2份。

4.氟橡膠的加工工藝

氟橡膠的加工過(guò)程和使用設(shè)備、加工方法，和一般橡膠相同。由于它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它的加工性能較差，以下簡(jiǎn)要敘述一下。

（1）塑煉：生膠在輥距0.3~0.5mm的開(kāi)煉機(jī)薄通10次，包輥即可加入配合劑。

（2）混煉：

容量：氟橡膠的容量比合成膠還要小。

63混煉機(jī)500克

143混煉機(jī)5000克

輥溫：40-60℃

加料順序：生膠→吸酸劑→加工助劑→填充劑→硫化促進(jìn)劑。

配合劑加完，均勻、薄通打三角包、打卷、放下后片。

（3）硫化

一段165-170℃

二段230℃×24h（要保證逐步加溫，到230

5.氟橡膠于金屬粘合

金屬件采用金屬噴砂或鹽酸浸泡，清洗干凈，建議采用CHEMLOK5150或首立公司PC-22作為金屬粘合劑。（詳細(xì)操作可參考相應(yīng)公司的規(guī)定）

6.國(guó)內(nèi)外氟橡膠的性能對(duì)比

表5是國(guó)內(nèi)外氟橡膠的性能對(duì)比情況，可以看出，國(guó)產(chǎn)膠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與美國(guó)杜邦、3M、日本大金公司及德國(guó)K.G.K所報(bào)道的數(shù)據(jù)比較接近，常態(tài)下的拉伸強(qiáng)度數(shù)據(jù)有較大差異，伸長(zhǎng)率的波動(dòng)范圍基本一致。但是，在相同硬度下的伸長(zhǎng)率，國(guó)產(chǎn)的數(shù)據(jù)低于國(guó)外的數(shù)值。表5.國(guó)內(nèi)外氟橡膠的性能對(duì)比性能鐵嶺3M公司1杜邦公司2大金公司3K.G.K4蘇聯(lián)5拉伸強(qiáng)度MPa9-209-198.9-7.0伸長(zhǎng)率

%130-180100-500100-300250228225硬度（邵氏A）65-95

65-95707670-85撕裂強(qiáng)度KN/m18-35

壓縮變形

%（B法3.5mmO型圈）23℃

9-16

13

200℃18-8010-3020-702026

200℃

70-100

【1】《R、C、T》VOL55No3

【2】杜邦公司樣本VT210·1編號(hào)81/06

【3】大金公司樣本

【4】《K.G.K》No2P111（1989）

【5】ΝΡΠ-1144

關(guān)于200℃×70h壓縮變形，因?yàn)槲覀兪前凑誈B1683進(jìn)行測(cè)試，它的樣品是10×10㎜的圓柱體，所得的數(shù)值要比環(huán)形式樣（3.5㎜）大。因此，我們的壓縮變形數(shù)值，還是比較好的。應(yīng)該說(shuō)明的是：氟橡膠的壓縮變形是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。杜邦公司進(jìn)行大量工作，他們研究出來(lái)的低壓縮變形氟橡膠，在200℃×336h壓縮變形為19%。類型氟橡膠23，國(guó)內(nèi)俗稱1號(hào)膠，為偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物。氟橡膠26，國(guó)內(nèi)俗稱2號(hào)膠，杜邦牌號(hào)VITONA，為偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物，綜合性能優(yōu)于1號(hào)膠。氟橡膠246，國(guó)內(nèi)俗稱3號(hào)膠，杜邦牌號(hào)VITONB，為偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物，氟含量高于26膠，耐溶劑性能好。氟橡膠TP，國(guó)內(nèi)俗稱四丙膠，旭硝子牌號(hào)AFLAS，為四氟乙烯和碳?xì)浔┕簿畚铮退羝湍蛪A性能優(yōu)越。偏氟醚橡膠，杜邦牌號(hào)VITONGLT，為偏氟乙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、硫化點(diǎn)單體四元共聚物，低溫性能優(yōu)異。全氟醚橡膠，杜邦牌號(hào)KALREZ，低溫性能優(yōu)異，氟含量高，耐溶劑性能優(yōu)異。氟硅橡膠，低溫性能優(yōu)異，具有一定耐溶劑性