氟橡膠制品
氟橡膠(fluororubber)是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子的合成高分性體。氟原子的引入,賦予橡膠優(yōu)異的耐熱性、抗氧化性、耐油性、耐腐蝕性和耐大氣老化性,在航天、航空、汽車、石油和家用電器等領域得到了廣泛應用,是國防工業(yè)中無法替代的關鍵材料。自從1943年以來,先后開發(fā)出聚烯烴類氟橡膠、亞硝基氟橡膠、四丙氟橡膠、磷腈氟橡膠以及全氟醚橡膠等品種。
類型
氟橡膠23,國內(nèi)俗稱1號膠,為偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物。
氟橡膠26,國內(nèi)俗稱2號膠,杜邦牌號VITON A,為偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物,綜合性能優(yōu)于1號膠。
氟橡膠246,國內(nèi)俗稱3號膠,杜邦牌號VITON B,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,國內(nèi)俗稱四丙膠,旭硝子牌號AFLAS,為四氟乙烯和碳氫丙烯共聚物,耐水蒸汽和耐堿性能*。
偏氟醚橡膠,杜邦牌號VITON GLT,為偏氟乙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、硫化點單體四元共聚物,低溫性能優(yōu)異。
全氟醚橡膠,杜邦牌號KALREZ,耐高溫性能優(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,具有一定耐溶劑性能。
氟橡膠主要應用于汽車和機動車行業(yè),由于它的耐高溫、耐油和耐介質(zhì)性能優(yōu)異,主要是做油封和O型圈。
主要性能
穩(wěn)定性佳
氟橡膠具有高度的化學穩(wěn)定性,是目前所有彈性體中耐介質(zhì)性能一種。26型氟橡膠耐石油基油類、雙酯類油、硅醚類油、硅酸類油,耐無機酸,耐多數(shù)的有機、無機溶劑、藥品等,僅不耐低分子的酮、醚、酯,不耐胺、氨、氫氟酸、、磷酸類液壓油。23型氟膠的介質(zhì)性能與26型相似,且更有之處,它耐強氧化性的無機酸如發(fā)煙硝酸、濃硫酸性能比26型好,在室溫下98%的HNO3中浸漬27天它的體積膨脹僅為13%~15%。
耐高溫性
氟橡膠的耐高溫性能和硅橡膠一樣,可以說是目前彈性體中。26-41氟膠在250℃下可長期使用,300℃下短期使用;246氟膠耐熱比26-41還好。在300℃×100小時空氣熱老化后的26-41的物性與300℃×100小時熱空氣老化后246型的性能相當,其扯斷伸長率可保持在99%左右,硬度90~95度。246型在350℃熱空氣老化16小時之后保持良好彈性,在400℃熱空氣老化110分鐘之后保持良好彈性,在400℃熱空氣老化110分鐘之后,含有噴霧炭黑、熱裂法炭黑或碳纖維的膠料伸長率上升約1/2~1/3,強度下降1/2左右,仍保持良好的彈性。23-11型氟膠可以在200℃下長期使用,250℃下短期使用。
耐老化性
氟橡膠具有的耐天候老化性能,耐臭氧性能。據(jù)報導,DuPont開發(fā)的VitonA在自然存放十年之后性能仍然令人滿意,在臭氧濃度為0.01%的空氣中經(jīng)45天作用沒有明顯龜裂。23型氟橡膠的耐天候老化、耐臭氧性能也。
真空性能
26型氟橡膠具有的真空性能。246氟橡膠基本配方的硫化膠真空放氣率僅為37×10-6乇升/秒.厘米2。246型氟橡膠已成功應用在10-9乇的真空條件下。
機械性能
氟橡膠具有優(yōu)良的物理機械性能。26型氟橡膠一般配合的強力在10~20MPa之間,扯斷伸長率在150~350%之間,抗撕裂強度在3~4KN/m之間。23型氟橡膠強力在15.0~25MPa之間,伸長率在200%~600%,抗撕裂強度在2~7MPa之間。一般地,氟橡膠在高溫下的壓縮變形大,但是如果以相同條件比較,如從150℃下的同等時間的壓縮變形來看,丁和氯丁橡膠均比26型氟膠要大,26型氟橡膠在200℃×24小時下的壓縮變形相當于丁橡膠在150℃×24小時的壓縮變形。
電性能
23型氟橡膠的電性能較好,吸濕性比其他彈性體低,可作為較好的電絕緣材料。26型橡膠可在低頻低壓下使用。
透氣性小
氟橡膠對氣體的溶解度比較大,但擴散速度卻比較小,所以總體表現(xiàn)出來的透氣性也小。據(jù)報導,26型氟橡膠在30℃下對于氧、氮、氦、二氧化碳氣體的透氣性和丁基橡膠、丁橡膠相當,比氯丁膠、天然橡膠要好。
低溫性能
氟橡膠的低溫性能不好,這是由于其本身的化學結(jié)構(gòu)所致,如23-11型的Tg>0℃。實際使用的氟橡膠低溫性能通常用脆性溫度及壓縮耐寒系數(shù)來表示。膠料的配方以及產(chǎn)品的形狀(如厚度)對脆性溫度影響都比較大,如配方中填料量增加則脆性溫度敏感地變壞,制品的厚度增加,脆性混同度也敏感地變壞。
耐輻射性
氟橡膠的耐輻射性能是彈性體中比較差的一種,26型橡膠輻射作用后表現(xiàn)為交聯(lián)效應,23型氟橡膠則表現(xiàn)為裂解效應。246型氟橡膠在空氣中常溫輻射在5×107侖的劑量下性能劇烈變化,在1×107侖條件下硬度增加1~3度,強度下降20%以下,伸長率下降30%~50%,所以一般認為246型氟橡膠可以耐1×107侖,極限為5×107侖。
重點應用
由于氟橡膠具有耐高溫、耐油、耐高真空及耐酸堿、耐多種化學藥品的特點,已應用于現(xiàn)代航空、、火箭、宇宙航行、艦艇、原子能等技術(shù)及汽車、造船、化學、石油、電訊、儀器、機械等工業(yè)領域。