不同填料对氟橡胶性能的影响

氟橡胶胶乳制备及其改性研究进展氟橡胶胶乳是一种具有良好耐油、耐溶剂、耐燃油和优秀耐高温性能的高性能橡胶材料。

随着现代工业的发展和对材料要求的不断提高，氟橡胶胶乳的制备及其改性研究也越来越受到关注。

本文将从氟橡胶胶乳的制备和氟橡胶的改性研究两个方面进行探讨。

首先，关于氟橡胶胶乳的制备。

氟橡胶胶乳制备是指将氟橡胶作为主要成分，与胶乳助剂、分散剂和稳定剂等混合搅拌，形成稳定的乳液体系。

其中，氟橡胶作为主要成分的选择非常重要。

常见的氟橡胶有含氟丁基橡胶（FKM）和含氟聚丁烯橡胶（FPM）等。

这些橡胶具有优异的耐热性、耐化学品性和耐电性，可以广泛应用于航空航天、汽车制造、化工等领域。

在氟橡胶胶乳的制备过程中，胶乳助剂的添加是关键步骤之一。

胶乳助剂可以调节乳液的粘度、增强橡胶的粘合性和黏附性。

常见的胶乳助剂有氧化铁、纳米二氧化硅等。

此外，分散剂和稳定剂的选择也对胶乳的稳定性和分散性有着重要影响。

研究表明，采用适当的分散剂和稳定剂不仅可以提高氟橡胶的分散度，还能增强其乳液的整体稳定性。

其次，关于氟橡胶的改性研究进展。

由于氟橡胶具有出色的性能，但也存在一些不足之处，如橡胶强度不高、耐疲劳性和耐切割性较差等。

因此，研究人员致力于改善氟橡胶的性能，以满足不同应用领域对材料性能的要求。

一种常见的改性方法是添加填料。

填料可以改善氟橡胶的机械性能和耐磨性，提高橡胶的强度和硬度。

常见的填料有炭黑、二氧化硅等。

研究表明，添加适量的填料可以显著提高氟橡胶的机械性能和耐候性。

另一种改性方法是引入其他配位基元。

例如，通过在氟橡胶分子链中引入含氟碳氢链，可以改变氟橡胶的微结构和性能。

这种方法可以提高氟橡胶的柔韧性和延展性。

同时，还可以通过共聚合等方法来合成氟橡胶与其他橡胶的共混体系，从而将两种橡胶性能的优势相结合，实现性能的全面提升。

此外，还可以通过交联改性来改善氟橡胶的性能。

交联是指通过化学交联或物理交联方式将橡胶分子链连接起来，形成三维网状结构。

填料对过氧化物硫化氟橡胶性能的影响王珊;苏正涛;赵艳芬【摘要】研究了纳米无机填料体系对过氧化物硫化氟橡胶硫化特性、力学性能、热空气老化性能、热传导性能以及热稳定性能的影响,结果表明:与BaSO4,BN和R930相比,三种不同结构形态的碳纳米材料明显延长了氟橡胶的正硫化时间;当硫化橡胶硬度级别相同时,多壁碳纳米管CNTs、石墨和N990对过氧化物硫化氟橡胶补强效果显著,其中CNTs的补强效率最高,添加CNTs可提高氟橡胶的撕裂强度,但严重损害其压缩永久变形性能;添加石墨和N990的氟橡胶可以获得更好的耐空气老化性能和耐高温压缩性能,添加R930耐高温压缩性能最好;石墨和BN有利于氟橡胶的导热性;添加BaSO4的氟橡胶热失重分解温度最高,且质量损失率最小.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2016(036)002【总页数】6页(P40-45)【关键词】氟橡胶;纳米无机填料;硫化特性;力学性能;热空气老化性能;热传导性能;热稳定性能【作者】王珊;苏正涛;赵艳芬【作者单位】北京航空材料研究院减振降噪材料及应用技术航空科技重点实验室,北京100095;北京航空材料研究院减振降噪材料及应用技术航空科技重点实验室,北京100095;北京航空材料研究院减振降噪材料及应用技术航空科技重点实验室,北京100095【正文语种】中文【中图分类】TQ333.93氟橡胶是主链或侧链碳原子上含有氟原子的一种合成高分子弹性体。

由于C—F键能大(485 kJ/mol)，且氟原子共价半径为0.064 nm，相当于C—C键长的一半，因此能够紧密地排列在碳原子周围，对聚合物C—C主链产生很强的屏蔽作用[1-3]，从而呈现整体化学惰性，表现为氟橡胶与现今所普遍使用的填料之间的界面粘接强度较低，因此涉及到氟橡胶填充体系的研究相当少[4-6]。

然而，填料却可降低成本，改善力学性能[7-8]和热稳定性[9]，及加工工艺性能[8,10]等，对于氟橡胶这种昂贵的特种橡胶来说，其作用更加明显。

氟橡胶和epdm硬度
氟橡胶和EPDM（三元乙丙橡胶）在硬度、性能和应用领域方面存在一定差异。

本文将对这两种材料的硬度进行详细对比，并介绍其各自的应用领域。

一、氟橡胶与EPDM硬度对比
1.氟橡胶硬度：氟橡胶具有较高的硬度，一般在邵氏A硬度70-90之间。

氟橡胶制品在加工过程中，需要使用过氧化物、有机胺类等硫化剂进行硫化。

硫化后的氟橡胶制品具有优良的耐热性、耐腐蚀性、耐油性和耐氧化性。

2. EPDM硬度：EPDM橡胶硬度相对较低，一般在邵氏A硬度40-60之间。

EPDM制品在加工过程中，可以使用硫磺或过氧化物进行硫化。

硫化后的EPDM制品具有良好的耐老化性能、电绝缘性、耐化学腐蚀性、耐冲击性和耐寒性等。

二、氟橡胶与EPDM应用领域
1.氟橡胶应用领域：氟橡胶广泛应用于制造耐高温、耐腐蚀、耐油的制品，如密封件、O型圈、阀门、管道等。

此外，氟橡胶在航空航天、汽车、电子、化工等领域也有广泛应用。

2. EPDM应用领域：EPDM主要用于制造轮胎、汽车配件、管带、工业制品、电线电缆等。

此外，EPDM在建筑、医疗、食品等领域的密封件和制品中也具有广泛应用。

总结：氟橡胶与EPDM在硬度、性能和应用领域方面均存在一定
差异。

氟橡胶具有较高的硬度和优异的耐热、耐腐蚀、耐油性能，适用于高温、腐蚀环境下的密封件等制品；而EPDM橡胶具有较好的耐老化、电绝缘、耐化学腐蚀性能，适用于多种工业和民用领域的密封件和制品。

在实际应用中，可根据具体需求和工况条件选择适合的橡胶材料。

氟橡胶耐高温酸碱性能的研究金丽军;方庆红;张强;刘晓晨【摘要】研究氟橡胶（FKM）的耐高温酸碱性能.对氟橡胶标准试样的力学性能、老化性能、耐酸碱腐蚀性能进行分析,结果表明：FKM胶片分别在100℃、质量分数为40%氢氧化钠溶液及100℃、质量分数为20%盐酸溶液中浸泡24 h,标准试样力学性能均有下降,但胶片能够达到高温耐腐蚀.进一步研究得出：BaSO4 10份、不添加硅藻土时,橡胶的耐碱性能最好,其拉伸强度达13.33MPa;BaSO4 10份、硅藻土5份时,橡胶的耐酸性能相对较好.%The high-temperature acid-base resistance of fluoroelastomer（FKM） was studied in this paper.Base onthe researching of the mechanical properties,ageingproperties,thermalstability and acid-base resistance properties of FKM,the results showed that the mechanical properties of composites were decreased when the sheets were soaked in 40 % caustic soda solution in24 h at 100 ℃ and in 20 % hydrochloric acid solution at200 ℃,respectively.Further researches indicated that the excellent alkali resistance properties of composites were obtained that the tensile strength reached to 13.33 MPa when the dosage of BaSO4 was 10 phr without Diatomite WM25.The composites were of excellent acid resistance properties when the dosage of BaSO4 was 10 phr and the dosage of Diatomite WM25 was 5 phr.【期刊名称】《沈阳化工大学学报》【年(卷),期】2012(026)001【总页数】4页(P63-66)【关键词】氟橡胶;耐高温酸碱;力学性能【作者】金丽军;方庆红;张强;刘晓晨【作者单位】沈阳化工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳110142【正文语种】中文【中图分类】TQ336烟气脱硫非金属补偿器运行过程处于很强的腐蚀环境中，工业烟气中含有SO2、SO3、NOX、HCl、HF等气体，由于烟气中含有水，因此，可在瞬间形成H2SO4、HCl、HF等强腐蚀性溶液.与此同时，含有烟尘的烟气高速穿过设备和管道，对装置的腐蚀相当严重.并且，入口烟气温度高达150℃，而内腔长期处于45～70℃酸、碱交替的湿热环境之中.可见，湿法除尘脱硫系统在运行中处于强腐蚀性介质、湿热和高磨损的严酷环境中.由于环境恶劣，非金属补偿器所用材料必须能承受化学、高温、高湿和机械的长期负荷，其性能有着特殊的要求.目前，我国耐高温酸碱材料的应用有待深入开发，其应用前景广阔.橡胶具有优良的化学稳定性，研究表明:氟橡胶、丁基橡胶、溴化丁基橡胶和氯化丁基橡胶具有相对较低的渗透系数和更高的化学稳定性，能阻止水蒸气、氧气和二氧化硫等的扩散，并且耐磨损，可用于非金属补偿器.但其中仅氟橡胶能耐高温环境，目前得以广泛应用.氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上连接有氟原子的一种合成高分子弹性体.这种高分子材料具有耐热、耐油、耐溶剂、耐腐蚀、耐强氧化剂等特性，并具有良好的物理机械性能，长期以来被人们用于防腐场合［1－3］.本文选用氟橡胶作为基体研究新型耐酸碱橡胶材料，针对氟橡胶标准试样的力学性能、老化性能、耐酸碱腐蚀性能进行分析，研究氟橡胶的耐高温酸碱性能.1 实验部分1.1 实验原料氟橡胶2463(FKM-2463)、双酚AF、BPP，中昊晨光化工研究院产品;氧化镁(高活性MgO150)，日本协和;炭黑 N990，加拿大 Cancarb;硅藻土(WM25)，EP Minerals、LLC;BaSO4，天津市科密欧化学试剂开发中心;HCl、NaOH，沈阳市新西试剂厂.1.2 实验配方氟橡胶100份，双酚 AF 1.5份，BPP 0.6份，炭黑20份，活性氧化镁3.0份，氢氧化钙6.0份，硅藻土，硫酸钡.其中硅藻土和硫酸钡为变量(质量份).1.3 实验仪器炼胶机Φ160 XK-160，青岛环球机械股份有限公司;橡胶硫化测定仪GT-M2000-A，高铁科技股份有限公司;平板硫化机XL-QD，青岛环球集团股份有限公司;微机控制电子拉伸实验机H10KS，深圳瑞格尔仪器检测有限公司;老化试验箱GT-7017-M，高铁检测仪器有限公司;反应釜，长春市京奥通用设备有限公司;综合热分析仪STA 449C，德国耐驰仪器制造有限公司;邵尔橡塑硬度计XHS，营口市材料实验机厂.1.4 试样制备先将氟橡胶在开炼机上塑炼，大约薄通10次以上，依次加入吸酸剂混炼一段时间后，再逐步加入硅藻土、硫酸钡和炭黑进行混炼，最后加入硫化剂混炼均匀后出片. 一段硫化:将混炼胶在橡胶硫化测定仪上测得t90的时间，硫化温度为170℃，硫化压力为40 MPa.然后将其放在平板硫化机上按正硫化时间t90、硫化压力为13MPa进行硫化，并根据性能测试要求将其制成片状试样.二段硫化:采用热空气硫化法.条件:250℃，12 h.将初步硫化成型后的胶片放入烘箱中，采用逐步升温法进行升温.具体如下:将温度升至100℃，待温度稳定后恒温1 h;继续升温至200℃，温度稳定后再恒温1 h;升温至250℃，温度稳定后恒温1 h，开始计时.1.5 性能测试拉伸强度、断裂伸长率均按GB/T528－1998测试，拉伸速度为500 mm·min－1;邵尔A硬度按GB/T531－1999测试;热空气老化按GB/T3512－2001测试，测试条件为280℃、72 h;硫化橡胶的耐液体实验按GB/T1690－92进行测试.2 结果与讨论2.1 硅藻土含量对氟橡胶物理性能的影响由图1(a)、(b)、(c)可以看出:老化前随着硅藻土份数的增加胶料的力学性能先增大后减小，当硅藻土份数为5份时，橡胶试样的补强效果最好，材料的拉伸强度达15.41 MPa(如图1(a)中的a线).这是因为虽然硅藻土的比表面积大，但是硅藻土和氧化镁都易结团，降低了其比表面积，在氟橡胶中易形成缺陷点，硫化胶的弹性降低，所以，氟橡胶的力学性能降低.当BaSO4为10份、硅藻土5份时，胶料的耐热性能最好，老化72 h后其胶料拉伸强度达8.02 MPa.氟橡胶在老化过程中，分子链断裂，交联密度下降，模量下降;同时，填料在老化过程中表面活性降低，与氟橡胶分子链间的作用力降低，从而导致拉伸强度下降的趋势.虽然硅藻土的比表面积大，但其与氟橡胶的亲和力较差，在胶料中的分布不太均匀，某些地方还出现团聚现象，所以产生应力集中点多，相应的硫化胶拉伸强度较低.在100℃、40%的氢氧化钠碱溶液中浸泡24 h时，BaSO4为10份、硅藻土为0份的胶片拉伸性能降低的比例最小，浸泡后的拉伸强度为13.33 MPa(如图1(a)中的a和e线).并随着填加硅藻土的量的增加拉伸强度降低，反之增加.从图1(b)、(c)可以看出:试样的断裂伸长率和硬度都随着硅藻土从5份到20份变化时逐步增加，但填充硅藻土的试样的断裂伸长率低于没有硅藻土填充的试样，而填充硅藻土试样的硬度都大于未填充的.这是因为硅藻土内部结构为SiO2粒子而略显酸性，当其在碱中浸泡时，填充在橡胶中的硅藻土被碱中和使胶片内部留下空隙，从而降低了胶片的拉伸强度.而随着硅藻土无极粒子的增加，硬度也呈增加的趋势.图1 不同硅藻土含量的氟橡胶老化前、后及耐Fig.1 The tensile strength(a)、elongation at break(b)、hardness(c)of the rubber filling the diatomite溶液后的拉伸强度、断裂伸长率、硬度2.2 BaSO4变量对氟橡胶物理性能的影响由图2(a)、(b)、(c)可以看出:老化前，当硅藻土为10份、BaSO4为5份时橡胶试样的补强效果最好，材料的拉伸强度达16.2 MPa(如图2(a)中的a线).BaSO4具有化学惰性强、稳定性好、耐酸碱、硬度适中等优点，将其加入氟橡胶中，可以改善氟橡胶的压缩永久变形、耐高温和耐老化性能.当硅藻土为10份、BaSO4为20份时，胶料的耐热性能最好，老化72 h后其胶料拉伸强度达7.72 MPa.通过氟原子的结构看，其原子半径小，电负性高.它能够紧密地排列在碳原子的周围，它有可能全部或大部分取代碳氢化合物的氢原子形成全氟烃.同时由于碳氟键(C—F)对碳碳键(C—C)产生很好的屏蔽作用，从而保证了碳碳键具有很高的热稳定性和化学惰性.碳氟键的键能很高(435～585 kJ/mol)，这也是构成含氟高聚物高度稳定性的因素.由图2(a)中的a线与e线可以看出:在100℃、质量分数为40%的氢氧化钠碱溶液中浸泡24 h时，硅藻土为10份、BaSO4为10份时的胶片拉伸性能降低的比例最小，浸泡后的拉伸强度为12.03 MPa.并由图2(b)、(c)中可以看出:被质量分数为40%的NaOH溶液浸泡后的试样在10份处具有较低的硬度，较高的断裂伸长率，因此，当加入BaSO4的份数为10份时，其耐碱性最好.随着BaSO4增加，与氟橡胶相容性降低，导致橡胶分子链间的作用力降低.在100℃质量分数为20%的盐酸溶液中浸泡24 h，强度、硬度有所下降，这是因为氟橡胶本身的结构，氟橡胶硫化反应过程中会产生一种中间体，使硫化胶上存在一些不饱和的双键，使氟橡胶在以后的使用当中加速性能的劣化.由图1(c)及图2(c)中可以看出其硬度的变化规律为:HCl溶液浸泡的＜NaOH溶液浸泡的＜老化24 h＜二段硫化＜老化72 h.图2 不同BaSO4含量的橡胶老化前、后及耐溶液后拉伸强度、断裂伸长率、硬度Fig.2 The tensile strength(a)、elongation at break(b)、hardness(c)of the rubber filling the BaSO43 结论本文通过氟橡胶的耐高温酸碱性能的研究得出以下结论:(1)材料的拉伸强度随胶片老化时间的延长而降低，当BaSO4为10份、硅藻土5份时，老化72 h后其胶料拉伸强度达8.02 MPa.(2)经高温酸碱浸泡24 h后的标准试样其力学性能均有下降.其中BaSO410份不添加硅藻土时，耐碱性能最好，其拉伸强度达13.33 MPa;BaSO410份、硅藻土5份时，耐酸性能相对较好.(3)填充不同的填料对氟橡胶的性能影响不同，添加BaSO4的橡胶其耐热性能及耐碱性能好，添加硅藻土WM25的橡胶其耐酸性能好.硬度的变化规律为:HCl溶液浸泡的＜NaOH溶液浸泡的＜老化24 h＜二段硫化＜老化72 h.参考文献:【相关文献】［1］秦伟程.氟橡胶生产应用现状与发展趋势［J］.化学推进剂与高分子材料，2005，3(4):25－28.［2］萧楠.氟橡胶的应用与开发［J］.中国石油和化工，2005(3):26－29.［3］付春.氟橡胶的生产现状及发展建议［J］.中国橡胶，2002，18(19):24－25.。

气相白炭黑对氟橡胶／硅橡胶共混胶性能的影响硅橡胶具有优良的耐高温、低温性能、优良的电气性能、透气性、导热性和脱模性能，广泛应用于电子电气工业、汽车工业、办公设备、生物医疗、家居用品等领域。

标签：氟橡胶;硅橡胶;气相白炭黑;共混;物理机械性能气相白炭黑用于增强氟橡胶/硅橡胶的混合。

研究了气相白炭黑的用量和比表面积对氟橡胶/硅橡胶共混物的力学性能、耐热性、耐老化性和耐油性的影响。

1 实验1.1 原材料甲基乙烯基硅橡胶，PS02型，深圳市森13有机硅材料有限公司，氟橡胶，F2463型，乙烯三乙氧基硅烷（KH i51牌号），南京能德化工有限公司生产。

1.2 实验设备和仪器广东湛江机械厂xk160型：橡胶硫化机，C3型，北京瑞达紫辰仪器有限公司XLB-D型，浙江湖州鸿图机械有限公司万能材料试验机，Haak e扭力流变仪，德国rm oE 1ectron。

1.3 试樣制备①氟橡胶接枝乙烯基三乙氧基硅烷的制备。

氟橡胶接枝乙烯基三乙氧基硅烷配方：氟橡胶1O0部分：乙烯基三乙氧基硅烷5部分，DCP0.5份。

将氟橡胶、乙烯基三乙氧基硅烷和DCP均匀地混合在混合机上，加入到tlaake流变仪中，在150℃的温度下混合，转速为80rpm，混合时间为30分钟。

索氏提取的混合橡胶，48h，温度80℃，无水乙醇提取液，提取产品真空干燥后，氟橡胶和乙烯基三乙氧基硅烷接枝（FKM-g-KH151）。

烯基的双键断裂，产生了新的自由基的两个新的自由基反应，最终产生了氟橡胶接枝乙烯基三乙氧基硅烷;②准备混匀胶，将混匀机辊距调整为2mm，加入硅橡胶和辊。

加入气相白炭黑和羟基硅油。

喂料完毕后，调整辊距在LMM以下。

调整辊距离低于LMM，薄通过氟橡胶，滚，加酸吸收剂，调整辊帮派E1毫米的混合器，使三角袋和卷5次，滚，逐渐加入硅橡胶粘合剂搅拌氟橡胶混合胶水，混合均匀，然后加入硫化剂，薄通过5次，推出，等待使用;③硫化物样品的制备。

在165℃的固化温度下，电热油压力板式硫化机对硫化试件和压缩永久变形试样进行了硫化。

第29卷　第3期2008年6月特种橡胶制品Special Purpose Rubber Products Vol.29　No.3　J une 2008不同填料对氟橡胶性能的影响方晓波,黄承亚(华南理工大学材料科学与工程学院,广州　510640)摘　要:研究了3种填料(氟化钙、硫酸钡、炭黑)对氟橡胶力学性能及加工性能的影响。

结果表明,采用氟化钙对氟橡胶补强作用最明显,但降低了压缩永久变形性能;而炭黑对氟橡胶的综合性能改善最佳。

关键词:氟橡胶;氟化钙;硫酸钡;炭黑中图分类号:TQ333.93 文献标识码:A 文章编号:1005-4030(2008)03-0032-02收稿日期:2008-03-22作者简介:方晓波(1982-),男,广东揭阳人,硕士研究生,主要从事高分子改性与复合材料的研究工作。

氟橡胶是主链或侧链碳原子上含有氟原子的一种合成高分子弹性体。

氟原子的电负性极高,使得C -F 键键能较大(大约110kJ ・mol -1),同时促使C -C 主链键能提高(97kJ ・mol -1),并在F -H 之间利用强范德华力形成氢键,且其原子半径(0.064mm )相当于C -C 键的一半,因此能够紧密地排列在碳原子周围,对聚合物C -C 主链产生很强地屏蔽作用,从而赋予了含氟高聚物高度稳定性。

由于氟橡胶这种化学结构,使得氟橡胶基体与绝大多数填料之间并不存在化学作用,也很难找到一种合适的表面活性剂对填料进行表面改性处理,所以氟橡胶与现今普遍使用的填料之间的界面粘合强度较弱。

然而,填料却可增大体积、降低成本,改善力学性能及加工工艺性能等,对于氟橡胶这种昂贵的特种橡胶来说,其作用更加明显。

研究填充体系对氟橡胶力学性能及加工工艺性能的影响具有重要的意义[1～3]。

本文选用了3种典型的填料(氟化钙、硫酸钡、炭黑)来探讨填料对氟橡胶性能的影响及其在使用上所体现的优缺点。

1　实验部分1.1　原材料氟橡胶26,门尼粘度[ML (1+10)121℃]为42,双酚A F ,B PP ,Ca (O H )2,活性氧化镁,N990,巴西棕　蜡,均由广州普隆塑胶有限公司提供;氟化钙,上海统亚化工科技发展有限公司产品;硫酸钡,天津市福晨化学试剂厂产品。

粉状填料含水率对氟橡胶性能的影响刘金岭，陆　明，胡立城（中国航发北京航空材料研究院，北京　100095）摘要：研究粉状填料（以下简称填料）含水率对氟橡胶硫化特性、物理性能、耐热空气老化性能和耐介质性能的影响。

结果表明：以氟化钙为主的填料（氟化钙＋活性氧化镁＋氢氧化钙）经历不同温湿度环境时会发生显著的吸潮现象；随着填料含水率的增大，氟橡胶的硫化速率增大；填料吸潮会引起老化前后氟橡胶的拉断伸长率波动；填料含水率增大会造成200 ℃×24 h热空气老化后和150 ℃×24 h航空煤油RP-3浸泡后氟橡胶的压缩永久变形增大；填料含水率对航空煤油RP-3浸泡前后氟橡胶的质量变化率和体积变化率没有显著影响。

关键词：氟橡胶；粉状填料；含水率；硫化特性；耐热空气老化性能；耐介质性能中图分类号：TQ330.38＋3；TQ333.93 文章编号：1000-890X（2020）06-0434-05文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2020.06.0434氟橡胶是分子主链和侧链上含有氟原子的一种合成高分子材料，由于具有优异的耐介质、耐高温等性能，被广泛应用于航空航天、汽车、石油化工及电子等领域。

研究[1-11]表明，填料对氟橡胶的各项性能具有重要影响。

本工作以氟橡胶中常用的氟化钙为主要填料，研究粉状填料（以下简称填料）含水率对氟橡胶硫化特性、物理性能、耐热空气老化性能和耐介质性能的影响。

1　实验1.1　主要原材料F26型氟橡胶，中昊晨光化工研究院有限公司产品；氟化钙，上海三爱思试剂有限公司产品；双酚AF，上海三爱富新材料股份有限公司产品；助交联剂苄基三苯基氯化磷（BPP），上海韦戈技术工程有限公司产品。

1.2　试验配方氟橡胶　100，氟化钙　40，活性氧化镁　6，氢氧化钙　4，双酚AF　2，助交联剂BPP　0.5。

1.3　主要设备和仪器Φ160 mm×320 mm两辊开炼机，广东省湛江机械厂产品；2RT/50T/450 mm×480 mm型平板硫化机，宁波东毓油压有限公司产品；RPA2000橡胶加工分析仪，美国阿尔法科技有限公司产品；LX-A型橡胶硬度计，上海市轻工业局标准计量管理所试验工厂产品；U60型电子拉力机，高铁检测仪器（东莞）有限公司产品。

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,能够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型氟胶能够在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。

填料在橡胶产品的作用及用量橡胶工业大量使用填料作配合剂，其用量仅次于橡胶耗用量。

补强填料用于橡胶，不仅能提高橡胶制品的强度，而且能改善胶料的加工性能，并赋予制品良好的耐磨耗、耐撕裂、耐热、耐寒、耐油等多种性能，可延长制品的使用寿命。

非补强填料用于橡胶，主要起填充增容作用，某些品种也兼有隔离、脱模或着色的作用。

橡胶产品对填料的要求1、一般要求(1)补强填料粒子表面要有强的化学活性，能与橡胶产生良好的结合，能改善硫化胶的力学性能、耐老化性能和粘合性能。

非补强填料粒子表面呈化学惰性，和橡胶不产生化学结合，不影响硫化胶的力学性能及耐候性、耐酸碱性和耐水性。

(2)有较高的化学纯度，细度要均匀，对橡胶有良好的湿润性和分散性。

(3)不易挥发，无臭、无味、无毒，有较好的贮存稳定性。

(4)用于白色、浅色和彩色橡胶制品的填料，还要求不污染，不变色。

(5)价廉易得。

2、性能要求(1)细度：一般说，补强填料颗粒越细，比表面积越大，和橡胶接触面积也越大，补强效果越好。

非补强填料颗粒越细，加入橡胶后混炼效果越好。

但必须分散均匀，如分散不均匀，即使颗粒很细，混炼效果亦不好。

(2)颗粒形状与晶型：填料颗粒形状以球形较好，片形或针形填料在硫化胶拉伸时容易产生定向排列，导致永久变形增大，抗撕裂性能降低。

补强填料中炭黑和白炭黑为无定形，其他填料也有结晶型的。

比如硅微粉虽与白炭黑化学成分均为二氧化硅，但前者为结晶型，后者为无定型。

结晶型填料又分为异轴结晶和等轴结晶两种。

同轴结晶x、y、z三轴相似，各向同性。

异轴结晶x、y、z三轴有显著差异，各向异性在常用非金属矿物填料中，陶土、石墨、硅藻土属异轴结晶系。

碳酸钙为等轴结晶系。

要求耐磨和耐撕裂性能好的橡胶制品，不宜用异轴结晶系物质作补强填料。

(3)表面性质：粉体填料混入橡胶，其粒子被橡胶分子包围，粒子表面被橡胶湿润的程度对补强效能有很大影响。

不易湿润的颗粒，在橡胶中不易分散，容易结团，降低其补强效能。

不同填料氟橡胶复合材料高温性能分析项忠辕发布时间：2022-03-15T09:48:07.904Z 来源：《中国科技信息》2021年11月下作者：项忠辕[导读] 为提升氟橡胶（FKM）高温能力，在FKM内分别添加同等质量指标的PTFE、SiO2、Nano-ZnO，选择机械共混法配备三种FKM复合物。

哈尔滨东安实业发展有限公司项忠辕黑龙江哈尔滨 150066摘要：为提升氟橡胶（FKM）高温能力，在FKM内分别添加同等质量指标的PTFE、SiO2、Nano-ZnO，选择机械共混法配备三种FKM复合物；探究常温与160℃条件下三种填料对FKM复合物力学性能的作用，根据3D形貌与SEM微观形貌，研究FKM复合物的摩擦磨损量。

结果显示：PTFE下降了FKM复合物的力学性能，但是能提升其高温摩擦能力；Nano-ZnO填料能够提升FKM复合物的室温力学性能，但是无法有效改善高温力学与摩擦能力；Silica能够明显改善FKM复合物常温和高温环境下的防磨减摩、防拉伸撕裂等性质。

关键词：PTFE；FKM；SiO2；Nano-ZnO；高温性能飞机运行阶段，传动轴用轴承长期会处在高温条件下，一般的密封件会由于温升而降低材料性能以及失效，尤其是应用最普遍的轴承橡胶密封圈，其在高温条件下会变软，力学能力与摩擦能力明显降低，使得密封件总体性能不符合应用标准，干扰轴承稳定运行。

FKM属于一种在主链和侧链的碳原子上融入了C-F的特殊橡胶，融入C-F促使橡胶具备良好的耐热效性、防氧化性以及耐腐蚀性等。

伴随国内工业的繁荣发展，FKM于航空航天以及石油化工产业等方面得到了普遍使用。

1、试验分析 1.1试验材料FKM、MgO、Ca(OH)?、双酚AF、BPP、N990炭黑、PTFE、Silica以及Nano-ZnO。

1.2制作试样FKM的基本配方是：100份FKM，3份MgO、6份Ca(OH)?、2份双酚AF、0.5份BPP、30份N990炭黑。

氟橡胶后处理一般认为，氟橡胶的性能已在聚合阶段确定，氟橡胶后处理只是将聚合胶乳凝聚、洗涤、干燥、塑炼成型包装的一个对橡胶性能无影响的工艺过程。

因此，氟橡胶品种品级的开发工作量均在合成上，而后处理工艺技术对产品质量的影响及后处理工艺技术的研究往往被忽视，这造成了氟橡胶后处理工艺技术长期落后的局面。

试验表明，后处理的工艺技术对氟橡胶的性能有较大的影响，例如，氟橡胶的门尼黏度可随凝聚洗涤工艺的不同而不同，波动幅度可达30％，所以正常情况下测得氟橡胶门尼黏度均为相对门尼黏度，绝对门尼黏度应是橡胶中不含除橡胶分子链以外任何有机杂质和无机杂质时所测得的门尼粘度。

后处理工艺技术不仅影响生产率，还对产品的门尼黏度、硫化速度、机械强度、抗压缩永久变形等有较大的影响。

一)胶乳的陈化胶乳在离釜温度下(国外要求温度高)搅拌贮存，使引发剂完全分解，端基完全水解，同时胶乳自然降至室温，该过程称为胶乳的陈化。

陈化后凝聚的胶粒粒径较小，便于洗涤，所得橡胶性能较好。

同一胶乳，陈化过的胶乳所得胶料正硫化时间快了1min36S。

如果进行全面性能检测，预计陈化过的胶乳各项性能将均有所提高。

二)胶乳的凝聚(1)凝聚剂种类的影响同一胶乳，分别以氯化铵一三乙胺、氯化镁一三乙胺、4％硫酸铝钾进行凝聚，发现最终产物性能有较大区别。

首先是门尼黏度，一价凝聚剂得到的胶料门尼黏度比三价凝聚剂低1O个门尼单位，低了22．2％，或讲三价凝聚剂所得胶料的门尼黏度高了28．6％，这表明加工流动性有较大区别。

其二是一价凝聚剂得到的胶料硫化速度快，按扭矩每上升1格所需时间计算[(T90÷0．9-TS2)÷[(MaxdNm-MindNm)÷0．9]，3种凝聚剂最终胶料的时间分别为5．41S、6．68S和11．10S，一价凝聚剂的胶料硫化速度快1倍时间。

其三是机械性能，也是一价凝聚剂得到的胶料优于二价凝聚剂得到的胶料，二价凝聚剂得到的胶料优于三价凝聚剂得到的胶料，三价凝聚剂得到的胶料压缩永久变形最大。

氟橡胶(FKM)牌号性能与配合加工氟橡胶(FKM)因具有耐油、耐高温、耐溶剂、耐强酸、耐强氧化剂、阻燃、耐老化等一系列优良的特性，所以在国防军工、航空航天、电子通信、车辆船舶、石油化工等尖端技术领域获得了广泛的应用。

特别是近几年老，随着上述相关行业的高速发展和技术进步，FKM作为一种不可替代的高性能弹性体材料，不仅在需求上有了大幅度增加，而且其用途也正在不断地扩大。

从技术的角度来讲，尽管FKM从基础研究到应用研究都取得了很大的进展，但在一些特殊的使用场合，目前人们更为关注的还是FKM的低温特性、压缩永久变形性、耐碱性、耐含甲醇汽油性、耐强氧化剂性、低抽出性、低毒性等问题。

因此，本文将针对上述问题，就具有这些特性的FKM胶料的配合技术作一介绍。

一、FKM的种类、结构和特点具有代表性的FKM的种类、结构和特点见表1。

对FKM来讲，因其聚合物结构和所用硫化体系不同，所以硫化胶的性能也各有差异。

为了使FKM能够满足各种苛刻条件下的使用要求，所以除选择适宜的品级外，在胶料的配合上加以改善也是十分必要的。

表1 FKM的种类、结构和特点目前，构成市场主导品种的是偏氟乙烯(VDF)与六氟丙烯(HFP)共聚的二元类FKM，其组成为：VDF摩尔分数80%，氟质量分数约66%，Tg为-20℃。

近年来，共聚入四氟乙烯(TFE)、减少VDF含量(提高氟含量)的三元类FKM的需求明显有所增加。

对三元类FKM来讲，氟含量愈高、耐药品性、耐腐蚀性、耐油性、耐燃油渗透性就愈好，但低温特性会变差。

目前，市售的FKM各品级的低温特性见表2。

作为改善低温特性的品种，除共聚了全氟乙烯醚的FKM外，还有含氟硅类(FVMQ)和主链中含有六氟丙烯氧化物单元的FKM。

表2 FKM主要品级的低温特性由于VDF单元遇碱性化合物容易引起脱氟酸反应，所以三元类FKM的耐碱性是有限的。

在接触有机胺化合物或强碱性水溶液的场合，最适用的是TFE/丙烯(Pr)共聚的四丙氟橡胶或TFE/全氟乙烯醚共聚的FKM。