氟橡胶的性能和加工要点蔡树铭(铁岭橡胶工业研究设计院 112002)
氟橡胶于1956年由美国杜邦公司开发成功后,得到了比较迅速的发展。目前,全世界氟橡胶的年产量约11000t,我国仅有100多吨的产量,远远满足不了国民经济飞速发展的需要。虽然国内在60年代就着手氟橡胶的研究工作,但是由于生胶品种单一,门尼粘度偏高,加之新助剂开发缓慢,因此,国产氟橡胶胶料的性能还是比较落后。下面介绍国产26型氟橡胶和国外氟橡胶产品的主要性能及其加工要点。
1 氟橡胶的主要性能
物理性能:氟橡胶具有较好的力学性能,有较好的拉伸强度和硬度,但常态下的弹性较差。
耐热性:氟橡胶有很好的耐热性,26型氟橡胶可在250 下长期工作,在300 可短期工作。
氟橡胶性能随温度的变化大于硅橡胶,其拉伸强度和硬度均随温度升高而明显下降,至250~260 时,下降趋势减缓。
耐腐蚀性能:氟橡胶有很高的化学稳定性,是所有弹性体中最耐介质的一种;它对有机液体各种烃类有良好的抗耐性,仅仅不耐低分子的酯、醚、酮及部分胺类化合物。
耐过热水、蒸汽的性能:过氧化物硫化的氟胶优于胺类、酚类化合物硫化的氟橡胶。
抗压缩变形性能:据统计,50%以上的氟橡胶用于密封制品,压缩变形是一个主要性能。美国杜邦公司一直致力于改进压缩变形性能,其产品204 70h压缩变形在1964年时大于80%,至1973年已有大幅度的降低达13%。
耐寒性能:26型氟橡胶的耐寒性能较差,其保持弹性的极限温度为-15~-20 。美国杜邦公司开发的Viton GLT,其低温性能得到很好的改进,可适用于-54 下的密封,是阿拉斯加油田用的低温密封材料。特定的超低温下的密封,有时也用氟橡胶。
气透性与真空性能:氟橡胶有很低的透气性,在高温、高真空条件下,具有极小的气体挥发量(失重),因此,它的耐高真空性能特别好。
耐侯、耐臭氧性能:氟橡胶对日光、臭氧和天候老化十分稳定。硫化胶经过10年的自然老化,还保持很好的性能。
耐燃性能:氟橡胶与火接触能燃烧,但离开火后即熄灭,它属于自熄橡胶。氟橡胶的氧指数为61~64。
2 氟橡胶的配合和加工要点
氟橡胶的加工配方比较简单,主要由生胶、吸酸剂、硫化剂、补强剂组成。
2 1 生胶
国外生胶品种多,门尼粘度适中,供选择的余地大。国内在这方面的差距较大。
2 2 吸酸剂(稳定剂)
一般多用氧化物、氢氧化物,其用量在5 ~10份。加入品种根据胶料性能要求而定。
加入氧化镁可得到耐热性好的胶料;
加入氧化铅可得到耐水和耐酸性好的胶料;
加入氧化锌和二盐基亚磷酸铅,可得到流动性好的胶料,其耐水性能好;
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化 工 新 型 材 料 第26卷
加入氧化钙,可得到低压缩变形的胶料;
在酚类硫化体系中,加入氢氧化钙和活性氧化镁,可得到低压缩变形的胶料。
2 3 硫化剂
胺类硫化剂:国内多用3#硫化剂,它易分散,工艺性能较好,耐热性尚可,压缩变形较大,胶料贮存期较短。国外已不采用此系统。
酚类硫化剂:胶料稳定性好,工艺性能特好,硫化胶不抽边,而且压缩变形很小,是氟橡胶理想的硫化剂。
过氧化物硫化剂:采用DCP+TAIC硫化,具有较好的工艺性能,可得到高强度的胶料。其耐腐蚀性好,但压缩变形大。
2 4 补强填充体系
氟橡胶属于自补强橡胶,补强填充剂主要是用于改进工艺性能、降低成本和提高硬度、耐热性和压缩变形性能等。下面列举一些补强填充剂的性能。
N990炭黑和喷雾炭黑
N990炭黑是氟橡胶理想的补强填充剂,它具有较大的填充量。一般可加入25~30份,特殊情况可加入60份。可得到较好的综合性能,压缩变形小,而且可降低成本。
喷雾炭黑是国内惯用的补强填充剂。加入量一般不高于20份,它的硫化胶的硬度偏高,而且压缩变形大,工艺性能差。
其他填料
白炭黑:氟橡胶加入白炭黑,工艺性能差,硫化胶的耐热和压缩变形性能差。
无机填料:氧化钙可加入20~35份,其耐热性能好于炭黑和其他填料,碳酸钙可获得好的绝缘性,硫酸钡可获得低的压缩变形,用量为20~40份。
碳纤维和硅酸镁纤维(针状滑石粉)均能提高氟橡胶的强度和耐热性能。碳纤维可提高硫化胶的导热性。2 5 加工助剂
氟蜡、低分子聚乙烯、SL-1加工助剂可保持稳定的脱模效果。美国耀星公司的WS280是氟橡胶专用加工助剂。它在高温时的挥发性非常低,可提供良好的脱辊性,胶料流动性好,而且减少模具污染。经我们试用,效果很好。
2 6 金属粘合剂
试验表明,白色的氟胶料比黑色胶易与金属粘合;酚类硫化的氟胶比胺类硫化胶易与金属粘合。
过去惯用开姆洛克的CH-607作为粘合剂,近两年来,我们采用CH-5150,使用效果很好,比CH-607稳定、可靠。
3#硫化剂的氟胶料,我们用过上海华明橡塑制品厂配制的粘合剂,其粘合强度都大于5M Pa。
2 7 胶浆的配制
氟橡胶胶料可溶解于乙酸乙酯和丙酮等溶剂。一般氟胶胶浆的配制如下:混炼胶 溶剂=1 4。
2 8 关于混炼工艺
氟橡胶的导热性差,混炼生热大,容易导致粘辊或焦烧。为此,要强化冷却,并适当减少混炼装胶容量(减少30%左右)如14英寸炼胶机的容量为5~8kg。
加料顺序:生胶上辊 加工助剂 吸酸剂 补强填充剂 硫化剂。
要特别注意的是硫黄不能混入氟胶胶料,即使是0 2感量也会对胶料硫化产生严重的影响。
另外,混炼胶不能接触水,少量的水能使氟胶胶料产生焦烧,这是应该严格控制的。
下表是氟橡胶配方举例。分别列出国产氟胶、日本大金公司和美国3M公司氟胶的配方组成。
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第12期 化 工 新 型 材 料
表1 氟橡胶的配方举例
配方组成123456
上海26B氟胶100
大金G751(日) 100100 G752100G501100 3M FC2144(美) 100
硫化促进剂3 4(生胶已含硫化、促进剂)3#硫化剂3氧化镁810103315
氢氧化钙7 66
氧化铁 20
N990炭黑 20 301525
喷雾炭黑12 20
硫化条件 一段(170 10 )150 30 硫化条件 二段(230 24h)-200 24h 物理性能
硬度(邵氏A),度747177757273
拉伸强度,M Pa14 314 216 015 311 518 1
扯断伸长率,%180202171211275280
撕裂强度,kN/m19 629 430 434 523 7
20%200 24h压变,%14 012 113 411 717 048 0
空气200 24h老化后
拉伸强度变化%7 07 28 05 07
扯断伸长率变化%5 285 34 73 9
硬度变化 度+2+2+2+2+1
3 结论
氟橡胶经40多年的开发应用,已经成为重要的耐热、耐介质弹性材料。26型氟橡胶制的0形图在200 可连续工作10000小时以上,在230 下可工作3000小时,在260 下可工作1000小时。它是一种耐高温、长寿命的橡胶产品,已在各领域广泛应用,得到各方面的认可。
目前,我国氟橡胶无论在产量和质量上,和国外尚有较大差距。例如,上海3F公司的26B氟橡胶在100 ,M L1+5门尼粘度为100 ~140,而日本大金公司G751氟胶在100 , M L1+5门尼粘度为52,其加工性能和弹性都较好。从物理性能看,大金公司产品的力学性能和老化性能均优于我国3F公司。但3F公司的氟橡胶采用酚类硫化体系和N990炭黑之后,性能也保持在较高的水平上,同时国产氟橡胶一直以它的价格优势吸引着国内外的广大用户。
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化 工 新 型 材 料 第26卷
硅橡胶、氟橡胶 合成橡胶一般可分为通用合成橡胶和特种合成橡胶两类。通用合成橡胶性能与天然橡胶相似，用于制造一般的橡胶制品，特种合成橡胶具有耐高温、耐低温、耐酸碱等优点，多用于特殊 环境和高科技领域，如航空、航天、军事等方面，而其中的佼佼者是氟橡胶和硅橡胶。它们开发 应用之初都是为军工配套，后因性能优异而推广至民用领域，并迅速深入到国民经济各部门和人 们生产生活的各个环节，使生产过程和人的生活环境得到极大改善，呈现出广阔的发展前景。 一、氟橡胶 氟橡胶是特种合成弹性体，其主链或侧链上的碳原子上接有电负性极强的氟原子，由于C- F键能大(485KJ/mol)，且氟原子共价半径为，相当于C-C键长的一半，因此氟原子可以把C-C主 链很好地屏蔽起来，保证了C-C链的稳定性，使其具有其它橡胶不可比拟的优异性能，如耐油、 耐油、耐化学药品性能，良好的物理机械性能和耐候性、电绝缘性和抗辐射性等，在所有合成橡 胶中其综合性能最佳，俗称“橡胶王”。主要用于制作耐高温、耐油、耐介质的橡胶制品，如各种 密封件、隔膜、胶管、胶布等，也可用作电线外皮，防腐衬里等。在航空、汽车、石油、化工等 领域得到了广泛的应用。在军事工业上，氟橡胶主要用于航天、航空及运载火箭、卫星、战斗机、新型坦克的密封件、油管和电气线路护套等方面，是国防尖端工业中无法替代的关键材料。 氟橡胶的主要性能及应用从主链结构上看，氟橡胶可以分为三种基本类型：即氟碳橡胶、 氟硅橡胶、氟化磷腈橡胶。其中以氟碳橡胶为主，而其中又以偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚(1#胶)、偏氟乙烯和六氟丙烯共聚(2#胶)、偏氟乙烯和六氟丙烯及四氟乙烯三元共聚(3#胶)为主。 （1）1#氟橡胶具有良好的物理机械性能及化学稳定性，能在200℃之下长期使用，250℃之下短期使用；脆点为-20℃~ -40℃；优良的耐介质性能，对有机溶剂、无机酸、氧化剂作用的 稳定性优良，尤其耐酸性优异；有极好的耐气候、耐臭氧性能，在大气中暴露数年后，物理机械 性能变化甚微，对微生物的作用亦较稳定。1#氟橡胶目前国内仅晨光院生产。主要用于制备耐热、耐油、耐酸的橡胶制品。如密封件、胶管、胶垫、胶布、胶带、簿膜、油箱和浸渍制品等也可用 作导线的外护套及设备防腐衬里等，广泛应用于航空工业、石油工业、汽车工业、化学工业等领域。
氟橡胶的性能及用途 一、氟橡胶简介： 橡胶分子中含有氟原子，氟原子与碳原子组成的C-F性能很高，同时氟原子有极大的吸附效应，使氟碳分子链中的C-C键性能增强，且随其氟化程度的提高而增强，氟原子可以把C-C 主键较好的加以屏蔽从而保证了C-C键的化学隋性。这种特殊的分子结构，使氟橡胶具有优异的耐热性、耐药品性、耐溶剂性、耐氟化性、耐真空性、耐油性、耐老化等多种特异性能。 氟橡胶的主要类型有26型、246型、23型; 四丙氟橡胶、氟硅橡胶、羟基亚硝基氟橡胶、氟化磷腈橡胶、全氟醚橡胶。 二、氟橡胶的主要性能 1、化学稳定性氟橡胶具有高度的化学稳定性, 是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。26型氟橡胶耐石油基油类、双酯油类、硅醚硅酸油类, 耐无机酸、耐多数的有机溶剂, 但不耐低分子的酮、醚、酯, 不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23类更有独特之处,其耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26型好。 2、耐高温性能优异 氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样,可以说是目前弹性体中最好的。246＞26＞23 3、耐老化性能好 具有极好的耐天候老化性能, 耐臭氧性能。 4、真空性能极佳 具有极好的真空性能。 5、机械性能优良 有优良的物理机械性能。在高温下的压缩永久变形大,但若以相同条件比较, 丁腈橡胶和氯丁橡胶均比26型橡胶大。 6、电性能较好 23型氟橡胶的电性能较好,吸湿性比其他弹体低,可作为较好的电绝缘材料。氟橡胶一般只适于低频低压下使用，温度对其电性能影响很大，从24℃升到184℃，其绝缘电阻下降35000倍。 7、气性小 氟橡胶对气体的溶解度大,但扩散速度却比较小,所以总体表现出来的透气性也小。据报道, 26型氟橡胶在30℃下对于氧、氮、二氧化碳的透气性和丁基橡胶相当, 比氯丁橡胶、天然橡胶好。 8、低温性能不好 氟橡胶低温性能不好,这是由于其本身的化学结构所致。如23-11型的Tg＞0℃。实际使用的氟橡胶低温性能通常用脆性温度及压缩耐寒系数来表示。胶料的配方以及产品形状对脆性温度影响都比较大。
主要性能 化学稳定性佳 氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。26型氟橡胶耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油，耐无机酸，耐多数的有机、无机溶剂、药品等，仅不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23型氟胶的介质性能与26型相似，且更有独特之处，它耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26型好，在室温下98%的HNO3中浸渍27天它的体积膨胀仅为13%~15%。耐高温性优异 氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中最好的。26-41氟胶在250℃下可长期使用，300℃下短期使用；246氟胶耐热比26-41还好。在300℃×100小时空气热老化后的26-41的物性与300℃×100小时热空气老化后246型的性能相当，其扯断伸长率可保持在100%左右，硬度90~95度。246型在350℃热空气老化16小时之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后，含有喷雾炭黑、热裂法炭黑或碳纤维的胶料伸长率上升约1/2~1/3，强度下降1/2左右，仍保持良好的弹性。23-11型氟胶可以在200℃下长期使用，250℃下短期使用。 耐老化性能好 氟橡胶具有极好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。据报导，DuPont开发的Vitona 在自然存放十年之后性能仍然令人满意，在臭氧浓度为0.01%的空气中经45天作用没有明显龟裂。23型氟橡胶的耐天候老化、耐臭氧性能也极好。 真空性能极佳 26型氟橡胶具有极好的真空性能。246氟橡胶基本配方的硫化胶真空放气率仅为37×10-6乇升/秒．厘米2。246型氟橡胶已成功应用在10-9乇的真空条件下。
几种常用橡胶性能比较 天然橡胶（NR） 天然橡胶由三叶树采集制成的弹性体，机械强度高、耐磨、耐压、伸长率高、弹性高、滞后损失小，能耐多次屈挠弯曲变形，适合纸厂、木业、家具、涂布、输送等胶辊应用。本厂天然橡胶分别使用印度尼西亚、泰国和海南三种产地，硬度可以在邵氏3 0～10 0 ° A调制。 丁腈橡胶（NBR） 首先由德国在30年代研制而成，因含丙烯腈，所以对矿物油、动植物油、液体燃料和脂肪族溶剂有较高的稳定性，耐油性是丁腈橡胶最大的特长。耐热性能好，能耐一般化学品优于通用橡胶。配合法国特种油膏，着墨性能优。广泛用于印刷类胶辊，配合耐酸碱物质、耐热剂，用于浆染、印染、砂辊。因耐磨性能比天然橡胶大30%左右，也是做其它滚轮比较理想的弹性体。采用的丁腈胶台湾南帝（NANCAR）系列、日本合成橡胶公司（JSR）系列，日本瑞翁公司丁腈橡胶，硬度可以在邵氏20～100 ° A调制。 三元乙丙橡胶（EPDM） 三元乙丙橡胶作为半通用合成橡胶，其使用温度范围-55～150℃之间。三元乙丙橡胶具有突出的耐臭氧性、耐侯性、耐水性、耐热性、耐蒸汽、耐化学药品（如氨水、酒精、双氧水、盐、硫酸、烧碱、石灰等）性能。适用于高要求的高速水墨印刷辊及化工、电镀、电子、纺织、染整、丝光和人造革类所用胶辊等使用。 氯丁橡胶（CR） 30年代美国公司生产的氯丁橡胶，改变了人们对橡胶易燃特点的看法，氯丁橡胶作为一种通用型特种橡胶，耐油性次于丁腈橡胶，优于通用橡胶，具有耐燃性、耐臭氧性、耐热老化性优异，耐化学品性能好，透气率小，其弹性与通用橡胶相当。适用于印刷类胶辊、耐碱类浆纱辊、浆染胶辊等使用。 氯磺化聚乙烯/海泊隆（CSM）
Viton氟橡胶的性能及应用 Viton氟橡胶是在1957年为了满足航空工业对高性能密封要求的需要而发展起来的。从那时起，氟橡胶就迅速地应用到汽车工业、化学工业等其他的工业领域。经过40多年的应用，证明Viton氟橡胶在耐热、耐腐蚀方面具有优异的性能。其硫化胶的一些主要特点如下：(1)Viton氟橡胶能够在高温下工作，此时提供的物理机械性能优于大多数其他弹性体。温度的升高对于氟橡胶耐油、耐化学品性能的影响也相对小一些。即使连续在204℃或者间歇在260℃烘箱内老化后氟橡胶还会保持一定的弹性。高温下的使用条件通常为232℃×3000h、260℃×100h、288℃×240h、316℃×48h。 (2)在动态条件下使用氟橡胶一般温度可低至-18到-23℃，但是特定的胶料在静态下使用温度可低至-54℃。已有实验证明Viton氟橡胶在接近绝对零度的条件下作为静密封制品来使用时，其性能还是令人满意的。 (3)在所有工业化的弹性体当中，氟橡胶耐液体和化学介质的性能比任何非氟弹性体都好，它具有优异的耐油、耐航空燃油、耐润滑剂、耐大多数矿物油的能力。氟橡胶对于大多数的物质都具有很低的渗透性，在低抗氧化汽车燃油渗透方面也有出色的表现。脂肪族和芳香族的烃类是一般弹性体的溶剂，但Viton橡胶对它们却有很好的耐久性。 (4)即使在高温条件下，Viton橡胶仍具有优越的压缩永久变形性能。 (5)优异的耐大气、光、氧化老化的性能，良好的耐霉菌、耐真菌性能，在低压低频下使用时具有良好的电性能，比非氟弹性体具有更好的固有的阻燃性能。 1 Viton氟弹性体的型号和种类
Viton氟弹性体主要有三种型号，即A、B、F型。VitonA型是偏氟乙烯(VF2)和六氟丙烯(HFP)共聚物；VitonB、F型是偏氟乙烯(VF2)、四氟乙烯(TFE)和六氟丙烯(HFP)的共聚物。A、B、F型氟弹性体结构设计上是不同的，不同的单体共聚比决定了最终聚合物氟含量的不同，进而导致它们对液体和化学介质的耐久性也各不相同。一般情况下通用类型氟弹性体对于大多数的矿物酸、碱、芳香烃类都具有良好的耐久性。氟含量越高，体积溶胀就越小。对于通用类型和特种类型氟弹性体的一个最重要的差别就是在对于小分子含氧溶剂抵抗能力上的不同。 如上所述，随着氟含量的提高，耐介质性能相应提高。表1中的数据就很清楚地说明了这一点。但是随着氟含量的提高，聚合物低温曲挠性也随之下降，因此最终的硫化胶必须在低温性能和耐介质性能两者之间均衡处理。为了满足既需要有良好耐介质性能又需要有良好的低温性能的要求，开发了一种新的含氟化乙烯醚单体的聚合物。与一般类型的氟弹性体相比，它具有更好的低温曲挠性能。1976年生产的VitonGLT是第一个含氟化乙烯醚单体的工业化的氟弹性体。这种聚合物在耐热、耐介质方面具有与VitonA一样的优越性能；VitonGELT与VitonGLT相似，具有良好的低温柔软性，在耐液体介质方面与其他的F型一样优异。 表1 氟含量对耐介质和低温性能的影响 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━普通类型特殊类型 ─────── ───────────── A B F B70 GLT GFLT ETP
氟橡胶的加工与应用 1. 前言 氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的一种高分子弹性体，所以它具有特别优异的性能。这里要讨论的是氟-26或氟-246（即维通型氟橡胶）,它是偏氟乙烯、六氟丙烯的二元和三元（第三单体为四氟乙烯）共聚物。其用量占世界氟橡胶总消耗量的90%以上。氟橡胶自1956年由美国杜邦公司的试验装置投产后，1958年即建成1800吨/年规模生产装置以来，它的发展十分迅速。60年代中后期，年递增为20%-30%，70年代的增长率为10%，踏进80年代仍保持7%-8%的增长速度，而且这种趋势一直保持下来。氟橡胶大量用于特殊密封制品的生产。据报道，美国50%的氟橡胶用于橡胶密封制品；日本的应用比例更大，高达80%。 维通型氟橡胶的高速发展，主要是他具有最好的综合性能，包括它具有较好的力学强度、热稳定性好，耐介质性能特别优异，而且加工生产工艺方便、成本较低，因此，它在氟弹性体中占有绝对优势的地位。已广泛用于航天、航空、交通、石油、机械、冶金、化工等工业部门，并在各个领域取得较好的经济效益和社会效益。 2. 氟橡胶的主要性能 （1）常态下的力学性能 26型氟橡胶一般的配合强度10-20Mpa；伸长率150-300%；撕裂强度在20-40KN/m之间，但是它的弹性较差。
氟橡胶的摩擦系数（0.8），较丁腈橡胶的摩擦系数（0.9~1.5）小。（2）耐高温性能 氟橡胶和硅橡胶的耐高温性能，是目前现有橡胶中最好的。F26-41氟橡胶在200~250℃下可长期工作，在300℃也可短期工作（见表1），F246的耐热性能比F26好一点。 表1.氟橡胶的耐热性 试验温度℃时间（小时） 204 23210000以上 3000 2601000 288240 3164 8 在耐老化方面，氟橡胶和硅橡胶优于其它品种的橡胶（见表2） 表.2各种橡胶的耐热老化性* 橡胶种类具有工作能力的极限温度℃ 氟橡胶320 硅橡胶320 丁腈橡胶180 天然橡胶130
氟橡胶主要性能 The manuscript was revised on the evening of 2021
主要性能 化学稳定性佳 氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。26型氟橡胶耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油，耐无机酸，耐多数的有机、无机溶剂、药品等，仅不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23型的介质性能与26型相似，且更有独特之处，它耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26型好，在室温下98%的HNO3中浸渍27天它的体积膨胀仅为13%~15%。 耐高温性优异 氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中最好的。 26-41氟胶在250℃下可长期使用，300℃下短期使用；246氟胶耐热比26-41还好。在300℃×100小时空气热老化后的26-41的物性与300℃×100 小时热空气老化后246型的性能相当，其扯断伸长率可保持在100%左右，硬度90~95度。246型在350℃热空气老化16小时之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后，含有喷雾炭黑、热裂法炭黑或碳纤维的胶料伸长率上升约1/2~1/3，强度下降1/2左右，仍保持良好的弹性。23-11型氟胶可以在200℃下长期使用，250℃下短期使用。 耐老化性能好 氟橡胶具有极好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。据报导，DuPont开发的Vitona 在自然存放十年之后性能仍然令人满意，在臭氧浓度为%的空气中
经45天作用没有明显龟裂。23型氟橡胶的耐天候老化、耐臭氧性能也极好。 真空性能极佳 26型氟橡胶具有极好的真空性能。246氟橡胶基本配方的硫化胶真空放气率仅为37×10-6乇升/秒．厘米2。246型氟橡胶已成功应用在10-9乇的真空条件下。 机械性能优良 氟橡胶具有优良的物理机械性能。26型氟橡胶一般配合的强力在 10~20MPa之间，扯断伸长率在150~350%之间，抗撕裂强度在3~4KN/m之间。23型氟橡胶强力在~25MPa之间，伸长率在200%~600%，抗撕裂强度在2~7MPa之间。一般地，氟橡胶在高温下的压缩永久变形大，但是如果以相同条件比较，如从150℃下的同等时间的压缩永久变形来看，丁和氯丁橡胶均比26型氟胶要大，26型氟橡胶在200℃×24小时下的压缩变形相当于丁橡胶在150℃×24小时的压缩变形。 电性能较好 23型氟橡胶的电性能较好，吸湿性比其他弹性体低，可作为较好的电绝缘材料。26型橡胶可在低频低压下使用。 透气性小 氟橡胶对气体的溶解度比较大，但扩散速度却比较小，所以总体表现出来的透气性也小。据报导，26型氟橡胶在30℃下对于氧、氮、氦、二氧化碳气体的透气性和、丁橡胶相当，比、要好。 低温性能不好
氟橡胶的加工与应用 氟橡胶的加工与应用$nK i~ b-p 1. 前言v%(;aJF@U 氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的一种高分子弹性体，所以它具有特别优异的性能。这里要讨论的是氟-26或氟-246（即维通型氟橡胶）,它是偏氟乙烯、六氟丙烯的二元和三元（第三单体为四氟乙烯）共聚物。其用量占世界氟橡胶总消耗量的90%以上。氟橡胶自1956年由美国杜邦公司的试验装置投产后，1958年即建成1800吨/年规模生产装置以来，它的发展十分迅速。60年代中后期，年递增为20%-30%，70年代的增长率为10%，踏进80年代仍保持7%-8%的增长速度，而且这种趋势一直保持下来。氟橡胶大量用于特殊密封制品的生产。据报道，美国50%的氟橡胶用于橡胶密封制品；日本的应用比例更大，高达80%。 ZQhX J- 维通型氟橡胶的高速发展，主要是他具有最好的综合性能，包括它具有较好的力学强度、热稳定性好，耐介质性能特别优异，而且加工生产工艺方便、成本较低，因此，它在氟弹性体中占有绝对优势的地位。已广泛用于航天、航空、交通、石油、机械、冶金、化工等工业部门，并在各个领域取得较好的经济效益和社会效益。w$|]% V9 %Ho-W@;O 2. 氟橡胶的主要性能U]ocv VT Vw （1）常态下的力学性能0y&G21m lR 26型氟橡胶一般的配合强度10-20Mpa；伸长率150-300%；撕裂强度在20-40KN/m之间，但是它的弹性较差。 AEw6D P 氟橡胶的摩擦系数（0.8），较丁腈橡胶的摩擦系数（0.9~1.5）小。ZmM!7R （2）耐高温性能?t}71# 氟橡胶和硅橡胶的耐高温性能，是目前现有橡胶中最好的。F26-41氟橡胶在200~250℃下可长期工作，在300℃也可短期工作（见表1），F246的耐热性能比F26好一点。4u{ej XA i;?y c 表1.氟橡胶的耐热性 hrTab2< 试验温度℃时间（小时）Ws`U:XIGH 204 10000以上~o@o|`* 232 3000 .m 260 1000 >) . 288 240G:fW % 316 48 rt!W R. Wc8 在耐老化方面，氟橡胶和硅橡胶优于其它品种的橡胶（见表2）f+*o:2h Q C2`5G{$ 表.2各种橡胶的耐热老化性* e(DM7:* 橡胶种类具有工作能力的极限温度℃?MU OaC)? 氟橡胶320 %O c]g& 硅橡胶320 9f9(a:l 丁腈橡胶180 *h!S~W+0
Kalrez?全氟弹性体的性能 肖风亮（广州机械科学研究院密封研究所，广东，广州，510701）编译 摘要：介绍了Kalrez?全氟弹性体常用牌号的物理性能及相互之间的性能比较。重点介绍了Kalrez?Spectrum?6375，7075在化学工业中的耐介质性能和压变形能。 关键词：FFKM、物理性能、耐介质性能 1常用牌号及典型物理性能 Kalrez?全氟密封件由一系列不同的材料及相关的优化配方的胶料制造而成。分别赋予不同工况下最佳的使用性能。最终的性能可以通过填料和其它助剂的变更来修正。 表1概述了常用胶料的基本物理性能，给出了每种胶料各自的特点和应用领域。 表1：典型的物理性能a 注释：a非特定用途；b 杜邦公司专用实验方法；c ASTM D2240；d ASTM D412, 500 mm/min ；e ASTM D395B, 球状试样；f ASTM 1329。 2、普通牌号的性能 2.1Kalrez?Spectrum?6375 2.1.1概述 Kalrez?Spectrum?6375碳黑填充的胶料，通常用于化学工业中的O形圈、密封件、垫片和其它特殊制品的制造。这种胶料具有极佳的广谱耐介质性能，良好的物理机械性能以及突出的耐热空气老化性能。6375特别适合在混合介质中使用，因为它具有极佳的耐酸、碱、胺的性能。此外，还可用于耐热水、水蒸气、环氧乙烷、环氧丙烷的工况下。推荐连续工作的最高温度是275℃。 2.1.2耐化学介质性能 Kalrez?Spectrum?6375是专门为化学工业上的应用而设计，结合了创新性的聚合物结构和硫化技术。具有更广谱的耐化学介质和温度性能。可以用于酸、碱、胺、水蒸气、环氧乙烷和其它强腐蚀性的介质中。混合介质，过去曾经是化学处理中的一个难题，现在可以通过使用6375来解决(表2)。连续工作的上限温度是275℃，这比其它声称广谱耐化学介质的产品高了大约100°F。这么高的高温稳定性意味着几乎所有的温度的化学介质都可以满足使用，特别是当生产过程中发生温度偏高的工况下。今天在化学工业中使用的4079、1050LF、2035等几种产品,分别用于满足独特的耐热和耐介质性能，Kalrez?Spectrum?6375在很大一部应用上可取代上述产品。当然为了获得最佳的耐介质性能，每一个特定的用途下还是需要分别评估和选择最佳的胶料。 表2：Kalrez?Spectrum?6375相对耐化学介质性能
1 偏氟乙烯系氟橡胶（FKM） FKM自1957年由美国Dupont公司商品化后，目前已成为氟橡胶中被使用最多的产品。它以偏氟乙烯（VDF）为主要成分，与六氟乙烯（HEP）共聚，或进一步再与四氟乙烯（TFE）反应而成。 1.1合成方法 FKM通常采用乳液聚合实施方法，以过硫酸钾或过硫酸铵这类无机过氧化物自由基聚合引发剂引发，含氟乳化剂乳化，控制反应温度为60~110o C，以8~15kg/cm2*G左右的压力提供单体，反应数小时后得到含量20%~30%的乳液，破乳后洗涤干燥后得到聚合物氟橡胶。 市售VDF与HFP的二元体系中，二者的共聚摩尔比例为4:1，氟含量为66%。为了提高氟含量而进一步进行的与TFE的三元共聚摩尔比例大致在4:1~1:1范围内，氟含量可达70%。另外，根据成型加工方法及要求，可以通过调整引发剂量和链转移剂量来调整其分子量及分子量分布。 1.2硫化方法 FKM的硫化方法通常是通过混入填料及助剂来实现的，下面列举三种： 利用双酚AF进行的多醇硫化，由于硫化速度快、硫化物性能稳定而成为时下最常用的硫化方法。此法需要有硫化促进剂（有机四级磷盐、有机四级铵盐）和受氧剂（过氧化镁/氢氧化钙配比组合）。通常硫化剂与硫化促进剂是预先配好的复合物。 使用过氧化物为硫化剂，对于硫化部位，需要利用碘或溴，通常采取与含碘或溴的单体共聚，或通过氟烷基碘化物链转移剂将其导入。过氧化物硫化比多醇硫化得到的产品耐油性更好，因此在三元体系中使用较多。作为硫化助剂，三烯丙基三聚氰酸酯等不饱和
多功能团化合物十分必要。另外，若将溴定为硫化部位，则金属氧化物也是不可或缺的（ZnO等）。 而使用二胺化合物（六亚甲基二胺的氨基甲酸盐等）作为硫化剂，可以值得高机械强度的橡胶产品。但因其硫化性、稳定性及永久变形较差等问题，该硫化方法使用的不多。作为受氧剂，MgO为必要成分。 1.3产品性能及加工成型 FKM橡胶耐热、耐油、耐燃油性能优异，但耐寒性还有待提高。该橡胶的性能与含氟量密切先关：含氟量增加，耐油性提高但耐寒性和永久压缩变形性明显降低。有机过氧化物硫化系具有较好的耐久性，且因没有添加碱性物质，耐胺性优良。 根据不同的用途，FKM常配合不同填充剂和添加剂进行混炼。采用与其他橡胶相同的成型方法，如模具成型、挤出成型等。粘结方法则是在被粘接物上涂上底漆（如要求要耐热性用途时可用硅烷偶联剂），再在进行硫化时将氟橡胶粘结在底漆上。 1.4用途及展望 目前，FKM的用途主要集中于与汽车部件相关的应用领域，随着汽车性能逐步提高，未来，由耐热耐油性能更好的氟橡胶代替丙烯酸酯系橡胶及硅橡胶已成为这一领域的趋势。 2四氟乙烯/丙烯系橡胶（TFE-P） TFE-P是四氟乙烯与丙烯交替聚合物为基的橡胶，该材料除具有氟橡胶特有的性能外，还兼具高电气绝缘及耐药品性等FKM不具备的特性。 2.1合成方法 TFE-P系橡胶在工业上采取乳液聚合实施方法，以过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，在反应体系达到一定压力时加入原料进行反应。
有关于氟橡胶的基本知识 氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。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，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。 氟橡胶主要应用于汽车和机动车行业，由于它的耐高温、耐油和耐介质性能优异，主要是做油封和O型圈。 主要性能化学稳定性佳 氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。26型氟橡胶耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油，耐无机酸，耐多数的有机、无机溶剂、药品等，仅不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23型氟胶的介质性能与26型相似，且更有独特之处，它耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26型好，在室温下98%的HNO3中浸渍27天它的体积膨胀仅为13%~15%。 耐高温性优异 氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中最好的。26-41氟胶在250℃下可长期使用，300℃下短期使用；246氟胶耐热比26-41还好。在300℃×100小时空气热老化后的26-41的物性与300℃×100小时热空气老化后246型的性能相当，其扯断伸长率可保持在100%左右，硬度90~95度。246型在350℃热空气老化16小时之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后，含有喷雾炭黑、热裂法炭黑或碳纤维的胶料伸长率上升约1/2~1/3，强度下降1/2左右，仍保持良好的弹性。23-11型氟胶可以在200℃下长期使用，250℃下短期使用。 耐老化性能好
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主要性能 化学稳定性佳 氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。26型氟橡胶耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油，耐无机酸，耐多数的有机、无机溶剂、药品等，仅不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23型的介质性能与26型相似，且更有独特之处，它耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26型好，在室温下98%的HNO3中浸渍27天它的体积膨胀仅为13%~15%。 耐高温性优异 氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中最好的。 26-41氟胶在250℃下可长期使用，300℃下短期使用；246氟胶耐热比26-41还好。在300℃×100小时空气热老化后的26-41的物性与300℃×100 小时热空气老化后246型的性能相当，其扯断伸长率可保持在100%左右，硬度90~95度。246型在350℃热空气老化16小时之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后，含有喷雾炭黑、热裂法炭黑或碳纤维的胶料伸长率上升约1/2~1/3，强度下降1/2左右，仍保持良好的弹性。23-11型氟胶可以在200℃下长期使用，250℃下短期使用。 耐老化性能好 氟橡胶具有极好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。据报导，DuPont开发的Vitona 在自然存放十年之后性能仍然令人满意，在臭氧浓度为%的空气中
经45天作用没有明显龟裂。23型氟橡胶的耐天候老化、耐臭氧性能也极好。 真空性能极佳 26型氟橡胶具有极好的真空性能。246氟橡胶基本配方的硫化胶真空放气率仅为37×10-6乇升/秒．厘米2。246型氟橡胶已成功应用在10-9乇的真空条件下。 机械性能优良 氟橡胶具有优良的物理机械性能。26型氟橡胶一般配合的强力在 10~20MPa之间，扯断伸长率在150~350%之间，抗撕裂强度在3~4KN/m之间。23型氟橡胶强力在~25MPa之间，伸长率在200%~600%，抗撕裂强度在2~7MPa之间。一般地，氟橡胶在高温下的压缩永久变形大，但是如果以相同条件比较，如从150℃下的同等时间的压缩永久变形来看，丁和氯丁橡胶均比26型氟胶要大，26型氟橡胶在200℃×24小时下的压缩变形相当于丁橡胶在150℃×24小时的压缩变形。 电性能较好 23型氟橡胶的电性能较好，吸湿性比其他弹性体低，可作为较好的电绝缘材料。26型橡胶可在低频低压下使用。 透气性小 氟橡胶对气体的溶解度比较大，但扩散速度却比较小，所以总体表现出来的透气性也小。据报导，26型氟橡胶在30℃下对于氧、氮、氦、二氧化碳气体的透气性和、丁橡胶相当，比、要好。 低温性能不好
氟橡胶板的化学特性 Prepared on 24 November 2020
氟橡胶板的化学特性 氟橡胶板的特殊性能，是由氟橡胶分子中所含氟的结构特点所决定的。首先，氟是周期表中负电性强的元素，具有极大的吸电子效应。当它与碳原子结合时，便生成键能很高的碳氟共价键，而且这种键能还随碳原子氟化程度的提高而提高；同时，分子中氟原子的存在，既增加着碳碳键的能量，也使氟化碳原子与别的元素结合的键能提高。这就使得氟橡胶板具有很高的耐热、耐氧和耐化学药品性。 其次，氟原子的半径接近碳碳键长的一半，能够紧密排列在碳原子周围，形成全氟烃；同时碳氟键的键长较大，这就使它对碳碳键产生了很好的屏蔽作用，从而保证碳碳键具有很高的热稳定性和化学惰性。 当然，氟原子也给氟橡胶板带来了不利影响，如弹性低、耐寒性差等。 氟元素具有活泼的化学性，与其他元素结合产生的化合物非常稳定，具有耐热、耐腐蚀性、防水、防油、润滑、防粘、耐候性、绝缘性、低污染性、低透气性、低折射率等优异性能。氟橡胶被广泛用于家庭用品、办公自动化设备、半导体、汽车等领域。 氟橡胶板具有以下优异的性能。 耐高温性能可长时间在250度以下长期使用，短时间使用温度可达300度，氟橡胶使用温度为300度。而丁基橡胶、三元乙丙橡胶和丙烯酸酯橡胶使用温度只有150度；丁腈橡胶使用温度只有130度。 氟橡胶板具有优异的耐油、耐化学试剂、耐酸碱性。氟橡胶与其他橡胶耐油性比较。氟橡胶和硅橡胶、丙烯酸酯橡胶在汽油和甲苯中浸泡，氟橡胶板体积变化率小，在汽油中体积变化率只有3%，在甲苯中，体积变化率只6%，远远小于硅橡胶和丙烯酸酯橡胶。在ASTM3号润滑油中，120度浸泡2d，氟橡胶板体积变化率只有2%，远远低于三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶 优异的耐气候老化，耐臭氧性能，氟橡胶板在177度70小时老化后，其断裂伸长率达到完全，优于丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等。 优异的燃油渗透性氟橡胶板特别适用于汽车的燃油管，而用于燃油管的橡胶必须考虑燃油渗透性，采用低燃油渗透性的橡胶。氟橡胶燃油渗透性低。 低的压缩变形汽车上用于密封的橡胶（如O形圈、密封条、密封垫等）都必须有较小压缩变形，氟橡胶板在压缩变形小。
氟橡胶配方技术 Prepared on 24 November 2020
氟橡胶配方技术 1.Aflas是斌予耐热、耐油和耐化学药品性的四氟乙烯单体与非结晶丙烯单体的交替共聚物,该种氟橡胶耐无机酸、碱性能好,而且电绝缘性能优异,还可用于制作电线护套。 2.四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚类氟橡胶的耐油性和耐化学药品性特别优异,耐热性在氟橡胶中也是最好的,可在316℃高温下连续使用。 3.氟硅橡胶是改善耐油性的聚合物,可耐约200℃的高温,而低温性能在氟橡胶中也较好。 4.Aflas有150P,150L,150E,100H和100S5个品种。 150P是Aflas的标准品种,其物性平衡在Aflas中较好,广泛用于密封件和隔膜等氟橡胶制品； 150L的门尼粘度最低（35）,以10～20份150L与100H或150P 并用可改善加工性能,单独使用可用于制作氟橡胶衬里。 150E适用于薄壁胶管、异型橡胶制品和要求高速挤出成形性的用途,具有与150P同等强度。 100H是为保持高温下的机械强度而开发的品种,用于石油钻探机械用密封制品。 100S是作为模制而开发的高门尼（160）品种,用于制作密封和O形圈。 5.Aflas200系列是保持Aflas100系列的耐化学药品性同时以改善低温性为目的而开发的聚合物。其低温性能的改善是通过四氟乙烯
2丙烯与定量第三单体共聚而实现的,用于汽车橡胶配件和阀杆密封、曲轴密封件等。 6.Aflas200可用过氧化物、胺类和多元醇进行硫化,具体硫化体系可根据加工条件和制品所要求的性能进行选择。 7.Aflas200与Aflas150P相比,其耐寒性可改善约10℃ 8. 9.氟碳类橡胶拉伸强度较大，一般为10~30Mpa，扯断伸长率为150%~300%；氟硅橡胶、亚硝基氟橡胶及聚酯类氟橡胶等的拉伸强度较小，一般为7~10Mpa，扯断伸长率有的可达500%以上。 10.氟碳类橡胶耐低温性较差，仅能在-20~-15℃使用，而氟硅橡胶、氟醚橡胶、氟化磷腈橡胶低温性能优良，可在-60~-40℃使用。
氟橡胶的特性 1物理和机械性能 随硫化配方和硫化条件的改变，氟橡胶的物理机械性能可在较大范围内调整。 (1)氟碳类氟橡胶的拉伸强度较大，一般为10～30MPa，而诸如氟硅橡胶、羧基亚硝基氟橡胶、氟化磷腈橡胶、聚酯类氟橡胶等的拉伸强度低些，一般为7～10MPa，前者的拉断伸长率为150%～300%，后者可达500%以上; (2)氟橡胶的邵尔A硬度较高，这是其分子刚性较大所决定的。其硫化胶邵氏硬度一般都在60以上，常用的硫化胶(制品)硬度为70～85，氟硅橡胶等稍低，在50以上。 (3)氟橡胶的耐磨性良好，但其导热系数较小，用作动密封件时要适当注意，如采用导热填料或冷却等措施。 2耐热性 氟橡胶的耐热性优于其他所有合成橡胶，在真空或空气中的热老化性能因品种而异。26类氟橡胶一般在250℃下长期使用，短期使用达300℃。氟硅胶、四丙氟橡胶等在150～220℃下长期使用，但氟橡胶在高温使用时，其物理机械性能如抗撕裂性能等明显下降。 3耐油耐液体侵蚀性 氟橡胶能长期在250℃下的各种润滑油、液压油、燃油、浓酸、浓氧化剂中工作，其稳定性优于其他合成胶。氟橡胶耐热水与水蒸气的性能，以有机过氧化物硫化氟橡胶技术的开发得到了解决。四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物四丙氟橡胶耐碱、耐中温热水和水蒸气性能优良。 26类氟橡胶中偏氟乙烯含量高，分子链极性大，遇碱易脱氟化氢，所以不耐碱;以胺类硫化剂硫化和以双酚－AF硫化的制品不耐热水、水蒸气。因为该类硫化剂生成的硫化键易发生高温水解。只有有机过氧化物硫化剂硫化生成C－C 硫化键才耐该类介质。 需要耐热水、水蒸气及耐碱、耐温200℃以下的制品推荐使用四丙氟橡胶。 4抗压缩永久变形性 氟橡胶的压缩永久变形性能较好。这主要取决于硫化剂种类，还与氟橡胶种
专题述评 氟橡胶的性能和加工要点铁岭橡胶工业研究设计院 蔡树铭 李竹 1956年美国杜邦公司开发出氟橡胶之后,美国3M公司,前苏联、日本大金、意大利和我国也陆续生产了氟橡胶。30多年来,氟橡胶一直保持较大的增长势头。60年代中后期,年递增为20%～30%的增长速度,70年代增长10%,80年代以来仍保持7%～8%的增长速度,而且这种增长趋势可望继续保持下去。氟橡胶大量用于密封制品的生产。据报道,美国50%的氟橡胶用于密封制品,日本的应用比例达到80%。氟橡胶的应用范围已遍及汽车、机械冶金、石油化工、铁道、航空、航天、电子等部门,成为不可缺少的一种耐高温、耐腐蚀的橡胶材料。到目前为止,全世界氟橡胶的年产量约115万吨,我国现有的生产能力仅有400吨(是由上海3F 公司和晨光化工研究院两单位生产)。国产氟橡胶的质量与国外相比尚存在一定的差距,加工技术也比较落后,必须在应用技术上加以改进。目前世界上产量最大的还是26型的氟橡胶(相当于美国杜邦公司的V iton A. V iton B),占氟橡胶总量的90%。以下是针对26型氟橡胶加以讨论。 一、氟橡胶的主要性能 11物理机械性能。常态下具有较好的性能,其断裂强度在10～20M Pa,扯断伸长率120%～300%之间,抗撕裂在20～35kN m 之间。 21耐热和耐温性能。氟橡胶具有很高的耐热性,可在200～250℃下长期工作,在300℃也可短期应用。(见表1)。 表1 氟橡胶的耐热性 试验温度 ℃时间 h 20410000以上 2323000 2601000 288240 31648 在耐老化性能方面,氟橡胶和硅橡胶优于其它品种的橡胶(见表2)。 表2 各种橡胶的耐热老化性 橡胶种类具有工作能力的极限温度 ℃3 氟橡胶320 硅橡胶320 丁腈橡胶180 天然橡胶130 3橡胶在相应的温度下,经过24～36小时老化后,其断裂强度≥7M Pa,扯断伸长率≥100%的称为具有工作能力。 氟橡胶的断裂强度和硬度随温度升高而明显下降。在150～260℃之间,随温度升高而缓慢下降(见表3)。基于氟橡胶在高温下的断裂强度较低的情况,在高温下的氟橡胶密封件,应尽力避免非装配应力的作用,以免造成高温下早期损坏。 表3 氟橡胶在不同温度下性能变化 性 能24℃150℃204℃ 断裂强度 M Pa1618314210 扯断伸长率,%33012080 硬度(邵尔A),度756563 31耐化学腐蚀性能。氟橡胶具有十分优 ? 2 ? 《中国橡胶》N o122 2000(总第382期)
常用橡胶优劣势对比 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
1、天然橡胶 天然橡胶（NR）为异戊二烯聚合物。具有优良的回弹性，拉伸强度、伸长率、耐磨性，撕裂和压缩永久变形性能都优于大多数合成橡胶。适于制作轮胎、减震零件、缓冲绳和密封零件。不耐油，耐天候、臭氧、氧的性能较差。使用温度范围-60～100℃。 2、丁苯橡胶 丁苯橡胶（SBR）为丁二烯与苯乙烯的共聚物。含10％苯乙烯的丁苯-10有良好寒性，含30％苯乙烯的丁苯-30耐磨性优良。适于制作轮胎和密封零件，制品耐油、耐老化性能较差。使用温度范围为-60～120℃。 3、氯丁橡胶 氯丁橡胶（CR）为氯丁二烯聚合物，耐天候，耐臭氧老化，有自熄性，耐油性能仅次于丁腈橡胶，拉伸强度、伸长率、回弹性优良，与金属和织物粘结性很好。适于制作密封圈及密封型材、胶管、涂层、电线绝缘层、胶布及配制胶粘剂等。制品不耐合成双酯润滑油及磷酸酯液压油。使用温度范围-35～130℃。 4、丁腈橡胶 丁腈橡胶（NBR）为丁二烯丙烯腈的共聚物。一般含丙烯腈18％、26％或40％，含量愈高，耐油、耐热、耐磨性能愈好，但耐寒性则相反。含羧基的丁腈橡胶，耐磨、耐高温、耐油性能优于丁腈橡胶。丁腈橡胶适于制作各种耐油密封零件、膜片、胶管和软油
箱。制品不耐天候、不耐臭氧老化、不耐磷酸酯液压油。使用温度范围-55～130℃。 5、乙丙橡胶 乙丙橡胶为乙烯、丙烯的二元共聚物（EPM）或乙烯、丙烯、二烯类烯烃的三元共聚（EPDM）。耐天候、耐臭氧老化，耐蒸汽、磷酸酯液压油、酸、碱以及火箭燃料和氧化剂，电绝缘性能优良。适于制作磷酸酯液压油系统的密封零件、胶管及飞机、汽车门窗密封型材、胶布和电线绝缘层。制品不耐石油基油类。使用温度范围-60～150℃。 6、丁基橡胶 丁基橡胶（IIR）为异丁烯和异戊二烯的共聚物。耐天候、臭氧老化，耐磷酸酯液压油，耐酸、碱、火箭燃料及氧化剂，具有优良的介电性能和绝缘性能，透气性极小。适于制作轮胎内胎，门窗密封条，磷酸酯液压油系统的密封零件、胶管，电线的绝缘层，胶布和减震阻尼器。制品不耐石油基油类。使用温度范围-60～150℃。 7、氯磺化聚乙烯橡胶 氯磺化聚乙烯橡胶（CSM）耐天候及臭氧老化，耐油性随其氯含量增加而增加，耐酸碱，适于制作胶布、车用空滤器联接套，散热器排水管、密封垫、电缆套管、防腐涂层及软油箱外壁。使用温度范围-50～150℃。 8、聚氨酯橡胶
三元乙丙橡胶 三元乙丙橡胶 三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，1963年开始商业化生产。每年 全世界的消费量是80万吨。EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族，它具有极好的硫化特性。在所有橡胶当中，EPDM具有最 低的比重。它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。 1.低密度高填充性 乙丙橡胶的密度是较低的一种橡胶，其密度为0.87。加之可大量充油和加入填充剂，因而可 降低橡胶制品的成本，弥补了乙丙橡胶生胶价格高的缺点，并且对高门尼值的乙丙橡胶来说，高填充后物理机械能降低幅度不大。 2.耐老化性 乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用，在150- 200℃下可短暂或间歇使用。加入适宜防老剂可提高其使用温度。以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在苛刻的条件下使用。三元乙丙橡胶在臭氧浓度 50pphm、拉伸30%的条件下，可达150h以上不龟裂。 3.耐腐蚀性 由于乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性；但在脂属和芳属溶剂（如汽油、苯等）及矿物油中稳定性较差。在浓酸长期作用下性能也要下降。在ISO/TO 7620中汇集了近400 种具有腐蚀性的气态和液态化学品对各种橡胶性能作用的资料，并规定了1-4级表示其作用程度,腐蚀性化学品对橡胶性能的影响: 等级 体积 溶胀率/% 硬度降低值 对性能影响 1 <10 <10 轻微或无 2 10-20 <20 较小 3 30-60 <30 中等 4 >60 >30 严重 4.耐水蒸汽性能 乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并估优于其耐热性。在230℃过热蒸汽中，近100h后外 观无变化。而氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶在同样条件下，经历较短时间外观发生明显劣化现象。 5.耐过热水性能
氟橡胶特性 氟橡胶具有耐高温、耐油及耐多种化学药品侵蚀的特性，是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等尖端科学技术不可缺少的材料。近年，随着汽车工业对可靠性、安全性等要求的不断提升，氟橡胶在汽车中的用量也迅速增长。 氟橡胶（fluororubber）是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。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。 主要性能 化学稳定性佳 氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。26型氟橡胶耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油，耐无机酸，耐多 数的有机、无机溶剂、药品等，仅不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23型氟胶的介质性能与26型相似，且更有独特之处，它耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26型好，在室温下98% 的HNO3中浸渍27天它的体积膨胀仅为13%~15%。 耐高温性优异 氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中最好的。26-41氟胶在250℃下可长期使用，300℃下短期使用；246氟胶耐热比26-41还好。在300℃×100小时空气热老化后的26-41的物性与300℃×100小时热空气老化后246型的性能相当，其扯断伸长率可保持在100%左右，硬度90~95度。246型在350℃热空气老化16小时之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后，含有喷雾炭黑、热裂法炭黑或碳纤维的胶料伸长率上升约1/2~1/3，强度下降1/2左右，仍保持良好的弹性。23-11型氟胶可以在200℃下长期使用，250℃下短期使用。 耐老化性能好 氟橡胶具有极好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。据报导，DuPont开发的VitonA在自然存放十年之后性能仍然令人满意，在臭氧浓度为0.01%的空气中经45天作用没有明显龟裂。23型氟橡胶的耐天候老化、耐臭氧性能也极好。 真空性能极佳 26型氟橡胶具有极好的真空性能。246氟橡胶基本配方的硫化胶真空放气率仅为37×10-6乇升/秒．厘米2。246型氟橡胶已成功应用在10-9乇的真空条件下。 机械性能优良 氟橡胶具有优良的物理机械性能。26型氟橡胶一般配合的强力在10~20MPa 之间，扯断伸长率在150~350%之间，抗撕裂强度在3~4KN/m之间。23型氟橡胶 强力在15.0~25MPa之间，伸长率在200%~600%，抗撕裂强度在2~7MPa之间。一般地，氟橡胶在高温下的压缩永久变形大，但是如果以相同条件比较，如从150℃下的同等时间的压缩永久变形来看，丁和氯丁橡胶均比26型氟胶要大，26型氟橡胶在200℃×24小时下的压缩变形相当于丁橡胶在150℃×24小时的压缩变形。 电性能较好 透气性小