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氟橡胶23-21和氟橡胶23-11

    介绍了氟橡胶结构特点、主要性能、加工技术、应用领域和实例。分析了氟橡胶的发展趋势。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,它不仅具有较好的力学性能,而且有很高的耐高温、耐油及耐多种化学药品侵蚀的特性,综合性能特别优异,所以它的应用范围广泛,尤其大量用于特殊密封制品的生产,是现代航空、导弹、火箭,宇宙航行等尖端科学技术及其他工业(如汽车)方面不可缺少的材料。全氟橡胶的结构特点和应用领域由于聚烯烃类氟橡胶(26型氟橡胶,23型氟橡)和亚硝基氟橡胶中,主链上都没有不饱和的C=C键结构。减少了由于氧化和热解作用在主链上产生降解、断链的可能。偏氟乙烯中亚甲基基团对聚合物链的柔软性起着相当重要的作用,例如氟橡胶23-21和氟橡胶23-11是分别由偏氟乙烯和三氟氯乙烯按7∶3和5∶5的比例组成,显然,前者比后者柔软。无论是偏氟乙烯和三氟氯乙烯,或者前者和六氟丙烯的共聚物以及它们和四氟乙烯的三聚物,都可以是以晶态为主或无定形态为主。这取决于当一个单体为共聚物的主要链段时,另一个单体介入的含量。电子衍射研究指出,在偏氟乙烯链段中六氟丙烯摩尔分数达7%,或者在三氟氯乙烯的链段中偏氟乙烯的摩尔分数达16%时,这两种共聚物仍具有和其相当的均聚物的晶体结构。但是,当前者的六氟丙烯摩尔分数增加到15%以上,或者后者的偏氟乙烯摩尔分数增加到25%以上时,晶格就被大幅度破坏,导致它们具有橡胶性能为主的无定形结构。这是由于第二单体引入量的增加,破坏了其原有分子链的规整性。氟橡胶可以与丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶等并用,以降低成本,改善物理机械性能和工艺性能。最早的氟橡胶为1948年美国DuPont公司试制出的聚-2-氟代-1,3-丁二烯及其与苯乙烯、丙烯等的共聚体,其性能并不比氯丁橡胶、丁橡胶突出,而且价格昂贵,没有实际工业价值。20世纪50年代后期,美国Thiokol公司开发了一种低温性能好、耐强氧化剂(N2O4)的二元亚硝基氟橡胶。氟橡胶开始进入实际工业应用。中国从1958年开始也开发了多种氟橡胶,主要为聚烯烃类氟橡胶,如23型、26型、246型以及亚硝基类氟橡胶;随后又发展了较新品种的四丙氟橡胶、全氟醚橡胶、氟化磷橡胶。这些氟橡胶品种都首先以航空、航天等国防军工配套需要出发,逐步推广应用到民用工业部门,已应用于现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、石油、电讯、仪器、机械等工业领氟橡胶在日常生活中的应用领域非常广泛,譬如在汽车配件、航空与航天领域、机械密封、泵、反应器、搅拌器、压缩机外壳、阀、各类仪表和其它设备上用作阀座、阀杆的填料,隔膜和垫片,以及在橡胶板行业、半导体制造行业和食品与制药等行业都很发挥其作用。随着无铅汽油和电喷装置等在汽车上使用,燃油胶管的结构和材料变化很大,内胶层已用氟橡胶来代替丁腈橡胶,为了降低燃油渗透和进一步改进耐热性,内胶层多采用复合结构,即由氟橡胶和氯醇橡胶或丙烯酸酯橡胶组成,由于氟橡胶价格比较昂贵,因此氟橡胶层比较薄,厚度约为0.2~0.7mm。这种结构燃油胶管已成为国外的主流产品。我国也已开发出这种氟橡胶为内层的胶管,并在桑塔纳、奥迪、捷达、富康等型号的轿车上使用。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、氢化丁腈橡胶等。氟橡胶和硅橡胶复合油封已成为最常用的发动机曲轴油封。装卸车液压系统和大型装卸车液压系统连续工作时间长,油温及机件温度上升很快,普通橡胶不能满足其工作要求,而氟橡胶制品凭其优良的耐温性能,能满足各种苛刻的技术要求。伴随着汽车工业对可靠性、安全性等要求的不断提升,氟橡胶在汽车行业中的需求量也呈现出迅速增长趋势。除汽车工业应用以外,氟橡胶密封件被应用在钻井机械、炼油设备、天然气以及电厂脱硫装置上,可以同时承受高温、高压、油类和强腐蚀介质等苛刻条件;在化工生产中氟橡胶密封件被用在泵、设备容器之中,用于密封无机酸、有机物等化学物质。在石油和化学工业中氟橡胶密封产品用于机械密封、泵、反应器、搅拌器、压缩机外壳、阀、各类仪表和其它设备上,如通常用作阀座、阀杆的填料,隔膜和垫片。氟橡胶更是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端科学技术不可缺少的高性能材料之一,近些年在航空和航天领域中,氟橡胶新产品不断地开发出来。

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