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特殊环境下的应用挑战
航天领域要求胶水在-55℃至230℃极端温度循环（100次）后仍保持密封性；深海设备需耐受70MPa静水压且防微生物附着；核电站用胶水要抗γ射线辐照（累计剂量>100kGy）。这些场景推动特种配方发展:添加聚酰亚胺纤维可提高高温尺寸稳定性；含氟硅烷的配方能抵抗高压渗透；苯基氟橡胶基胶水具有最优的耐辐照性。此类特种胶水价格可达常规品10倍以上，但能解决关键设备的"卡脖子"密封问题。
氟橡胶，作为一种高性能的特种合成橡胶，因其出的耐高温、耐腐蚀和耐油性能而被广泛应用于多个领域。为了地了解和利用氟橡胶的性能，对其成分进行深入分析是的。本文将对氟橡胶的成分进行详细解析。
一、主要成分
1.氟橡胶的主体结构是由碳原子和氟原子交替排列组成的，这种的结构使其具有出的耐化学腐蚀性能。
2.氟橡胶中还含有少量的其他元素，如氢、氧、硫等，这些元素的加入有助于改善橡胶的加工性能和机械性能。
二、硫化体系
1.氟橡胶的硫化过程是通过硫化剂的作用实现的，常用的硫化剂包括含硫化合物和过氧化物。
2.为了提高氟橡胶的耐高温性能，通常采用不含硫的硫化剂，如胺类和金属氧化物。
三、填充体系
1.为了改善氟橡胶的机械性能和加工性能，常加入填充剂，如炭黑、白炭黑等。
2.白炭黑具有多孔性结构，可以提高氟橡胶的耐油性能和耐化学腐蚀性能。
四、增塑剂与软化剂
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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。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1FKM的种类、结构和特点
种类
特点
用途
二元类PKM
耐热性
油封、衬垫、软管
三元类FKN
耐油性
含有全氟乙烯醚的PKM
耐品性、低温特性
全氟醚PKM(FFKM)
耐品性、耐热性、低温特性、氧化稳定性、低渗透性
O形圈、衬垫(半导体、化工、航空航天)
TFE-丙烯类PKM
耐品性(无机酸碱)、耐热性
油封(耐添加剂)
氟类热塑性弹性体
热塑性、低抽出性和透明性
O形圈、胶管(医疗、食品)
氟硅橡胶(FVMQ)
低温性、耐油性
密封件、膜片
氟类液体橡胶
低温性、耐油性
密封件、膜片
羧基亚硝基FKM
低温性、耐强氧化剂性(N2O4等)
密封制品
全氟三嗪橡胶
热稳定性(长期使用温度300℃)，但低温性较差，对浓酸稳定，耐碱性很差
密封制品
氟化磷腈橡胶
低温性、耐油性、耐溶剂性、耐酸碱性
密封制品
聚二氟硫酰橡胶
耐磨性(相当NR的16倍)、低温性
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2FKM主要品级的低温特性
制造公司
品级
脆性温度/℃
三爱富
2463
-28
2462
-25
2603
-25
晨光
2463
-26
3M
FC-2174
-25
FEC-16241A
-42
FEC-16227A
-40
杜邦
GFLT-301、601、501
-24(TR)
GFLT-305、505、506
-30(TR)
大金
G716、G723
-24～-25
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，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。在含有VDF的品级中，耐碱性较好的是分子中不含HFP而含乙烯醚的FKM。其次，则是VDF含量低、氟含量高的三元类FKM。不过，通过四丙氟橡胶与三元乙丙橡胶(EPDM)共混来改善耐碱性也是十分有效的。
在接触强氧化剂(N2O4、发烟硝酸等)的场合，则可选用羧基亚硝基FKM或全氟醚型的FKM。
二、FKM用配合剂的选择
1.吸酸剂
对胺硫化及多元醇硫化来讲，吸酸剂是的配合剂。当吸酸剂与氟酸反应并生成氟化物时，即使使用一种金属氧化物，如MgO、Ca(OH)2、CaO、Zn0、PbO等都没关系，但在要求耐热性和低压缩永久变形的胶料中，好是用高活性的MgO。对于厚制品，可在胶料中使用一定数量的Ca(OH)2、CaO的配合可消除胶料中产生的气泡，同样也具低压缩永久变形这一特点。在要求耐酸性、耐水性的场合，则需要配合一定数量的PbO。但出于方面的考虑，近年来有禁用铅化物的趋势，这对要求耐酸性、耐水性的制品来讲，采用过氧化物硫化体系是解决这一问题的有效方法之一。在多元醇硫化体系中，作为吸酸剂，当使用PbO时不仅制品表面无光泽，而且在溶胀、蒸汽条件下的压缩永久变形也比较大。
对多元醇硫化体系来讲，当含有Ca(OH)2吸酸剂的胶料在空气中放置时，就有可能吸收水分和CO2，降低吸酸剂的反应性，而水分则会提高其反应性，这样就会进一步地影响到硫化速度。另外，有时也会因聚集而出现分散不良的现象，因此好使用充分干燥或表面处理过的材料，这样就可辊筒的污染(吸酸剂附着在辊筒表面)。
2.填充剂
FKM用填充剂的主要目的不是为了补强，而是为了调节硬度、降低成本等。对HAF这样的补强性炭黑来讲，因对硬度的提高幅度较大，不宜高填充，所以通常主要使用的是大粒径的非补强性炭黑(如喷雾炭黑、中粒子热裂法炭黑)。在要求耐磨性、着或考虑成本的场合，则可使用白炭黑、硅酸钙、硅酸镁、硅酸铝、碳酸钙、滑石粉、聚四氟乙烯、炭纤维、石墨、二硫化钼、氮化硅、硫酸钡、氟化钙等。是对于注重泽的制品，多数是在以硫酸钡为基础的混合物(配有5份覆盖力强的TiO2)中添加颜料后制造的。就硫化体系而言，由于多元醇及胺硫化体系在硫化时可使橡胶本身着，所以对要求泽明亮的制品好是用过氧化物硫化体系的FKM。在上述填料中，二硫化钼、炭纤维、滑石粉、石墨、聚四氟乙烯、氮化硅、氮化硼对提高耐热性、减小摩擦系数是有效的，但在一定程度上均会降低硫化胶的物性(5%左右)。对于碳酸钙、硫酸钡、硅酸钙、氟化钙等无机填料，挤出、模压、耐热性较好的是氟化钙，但压缩永久变形较差。硅酸钙的耐热老化性优于氟化钙，硫酸钡的综合性能也不错。
3.增塑剂和加工助剂
一般来讲，在FKM胶料中是不用增塑剂和加工助剂的。因为FKM制品的使用条件为苛刻，能够使用的增塑剂和加工助剂十分有限，这也是注重物性超过注重加工性能的主要原因。当在FKM中使用加工助剂时，不仅会使压缩永久变形增大，而且还会导致耐热性下降。此外，因低分子聚乙烯与过氧化物具有反应性，所以在过氧化物硫化体系的FKM中配合是不适宜的。就脱模剂而言，除可用有机硅类和氟类脱模剂外，作为内脱模剂也可在胶料中配合少量的脂肪族胺或脂肪酸酰胺化合物，但同时也会带来与加工助剂同样的结果(压缩永久变形增大，耐热性下降)。而且，因内脱模剂在硫化时会迁移到橡胶表面，所以对硫化体系与加工助剂的协同效果也会产生一定的影响。
三、FKM的各硫化体系及其特点
FKM的硫化，通常可分为胺硫化、多元醇(双酚)硫化和过氧化物硫化三种类型。胺硫化体系和多元醇硫化体系是以胺或镍盐(铵盐等)为催化剂，通过二胺或双酚化合物与脱氟酸(氟化氢)反应形成的双键加成进行硫化的。但无论是哪一种硫化体系都要中和产生氟酸，因此配合吸酸剂(金属氧化物)是十分必要的。其各硫化体系的特点见表3。
表3FKM各硫化体系的特点
项目
胺硫化
双酚硫化
过氧化物硫化
硫化剂
二胺
双酚AF
TAIC
促进剂
不需要
四价铵盐
有机过氧化物
的配合剂
金属氧化物(MgO)
金属氧化物[MgO及Ca(OH)2]
不需要(当交联点为Br时，添加金属氧化物，有时会加快硫化速度)
氟含量与硫化特性
提高氟含量会降低硫化性能
与氟含量无关
硫化胶特点
(1)硫化速度快
(1)压缩永久变形小
(1)耐品性、耐蒸汽性优良
(2)机械强度高
(2)焦烧稳定性好
(2)金属洗提成分少(无吸酸剂时)
(3)粘合性优良
(3)脱模性好
(3)机械强度高
(4)压缩永久变形大
(4)模具污染性小
(4)抗屈挠性好
(5)耐热性良好
(5)不需二段硫化
主要用途
油封、膜片、涂料、厚制品
O形圈、衬垫、软管、胶板、油封
膜片、油封、耐酸和耐蒸汽用密封件
基本配方
生胶
100
生胶(含硫化剂)
100
生胶
100
MT炭黑
20
MT炭黑
20
MT炭黑
20
MgO(低活性)
15
MgO(低活性)
3
TAIC
4
硫化剂V-3①
3
Ca(OH)2
6
过氧化物②
1.5
注:①N，N′-双肉桂叉-1，6-己二胺；②2，5-二甲基-2，5-二叔丁基过氧化己烷。
1.胺硫化与多元醇硫化
就胺硫化体系而言，为了赋予硫化剂在混炼时的焦烧稳定性，在配合体系中可以以胺盐的方式使用。实际上，从加工稳定性与硫化胶物性的均衡来讲，己二胺氨基甲酸盐、乙二胺氨基甲酸盐、环己二胺氨基甲酸盐等都可以使用。由于二胺硫化剂具有脱氟酸催化剂的作用，所以不需要使用的催化剂。但在多元醇硫化体系中，因硫化剂本身不具有催化剂的作用。所以作为与镍盐的共催化剂配合一定数量的氢氧化钙是十分必要的。
作为硫化剂，也可使用对苯二酚、双酚A等双酚合化物，但从耐热性考虑，双酚AF是较为理想的一种硫化剂。是双酚AF/苄基三苯基氯化磷这一硫化体系，对改善FKM硫化胶的压缩永久变形是有效的。不过，目前多数FKM制造厂是将其镍盐及双酚AF与FKM以预混物的方式提供用户的。
2.过氧化物硫化
对过氧化物硫化来讲，目前主要的品级是在分子中作为交联点预先导入碘或溴的FKM，但各公司的品级其构成是不同的。关于硫化机理，作为助硫化剂的多官能不饱合化合物(TAIC)与FKM的交联点是通过有机过氧化物产生的自由基进行反应、硫化的。因不需要吸酸剂，所以是耐水性、耐酸性优良的硫化体系。而且由于不会因吸酸剂而促进脱氟酸反应，所以耐碱性也优于多元醇硫化体系，并可解决多元醇硫化体系有时会出现的龟裂等问题。
在半导体制造装置用密封材料的用途中，洗提金属的问题正在不断增加，而过氧化物硫化体系硫化的FKM将成为解决这一问题的方法之一。另外，即使配合吸酸剂也不会影响硫化特性，所以为赋予粘合性和耐热性，也可配合适量的氧化锌、氢氧化钙等配合剂。
目前，在国产FKM的胶料中主要使用的是N，N′-双肉桂叉-1，6-己二胺(3#)，双酚AF和过氧化物三种硫化剂，其各品级适用的硫化剂见表4。
表4国产FKM各品级适用的硫化剂
品级
门尼粘度
硫化剂
加工方法
FE2601
45～75/ML(+10)121℃
3#、双酚AF
模压、挤出
FE2602
130～180/ML(1+10)121℃
3#、双酚AF
模压
FE2603
60～100/ML(5+4)100℃
双酚AF
模压、挤出
FE2604
101～129/ML(5+4)100℃
3#、双酚AF
胶浆涂刷
FE2605
20～40/ML(1+4)121℃
双酚AF
注射成型
FE2461
50～70/ML(1+4)121℃
双酚AF
注射成型
FE2462
80～100/ML(5+4)100℃
3#、双酚AF
模压
FE2463
50～80/ML(5+4)100℃
双酚AF
模压、挤出
FE2701
70～110/ML(5+4)100℃
有机过氧化物
模压、挤出
FE2311
-
-
模压
FE246D
-
3#
胶浆、涂刷
四、结语
以上，本文就FKM配合技术的进展进行了介绍。尽管涉及到的问题主要是与生胶本身的结构和特性有关，但通过与其它橡胶(NBR、VMQ、ACM等)共混及选用新型功能性材料等手段，在配合上加以改善也是有效的。
FKM是具市场发展潜力的一种高性能弹性体材料，但从基础研究到应用研究在技术上与国外相比还有较大的差距。其主要表现在以下几个方面:
(1)生胶品种少。是耐低温、耐碱性、耐强氧化剂、耐含甲醇汽油性、可有机过氧化物硫化、低粘度等胶种的开发；
(2)配合技术落后。由于原材料品种单一，可选择的余地较小，所以定型的胶料配方并不多；
(3)加工技术及设备急待改进。由于实现注射成型加工，所以产品质量稳定性差、生产效率也比较低；
(4)科研经费不足。FKM有不少重要的课题急待研究和开发，但遗憾的是因经费问题而有许多高级技术人员只能无奈地从事着与操作工同样的搬模具的工作；
(5)人才断层。随着科研体制、分配体制的变化，自1985年以后，就已经出现了人才脱节、断层的现象。是近几年，这一问题尤为突出，甚至有不少年青的、高学历的技术人员，目前还在重复着70-80年代已经完成的基础性研究课题的工作，这样不仅造成了人力、财力和资源的大浪费，而且对人才培养、技术都是不利的。
因此，期望管理层或有识之士能够关注我国有机氟工业的发展，尽快缩小与国外公司(杜邦、3M、大金等)在技术上的差距，因为我们拥有自己的技术和材料，是在国防高科技领域应用的技术和材料。当然，FKM的制造厂家、加工厂家与用户的密切配合也是重要的。
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1 氟橡胶的主要性能
①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。
②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。
⑧耐腐蚀性能: 氟橡胶有很高的化学稳定性, 是弹性体中耐介质的一种;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。
④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。
⑤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%。
⑥耐寒性能: 26型氟橡胶的耐寒性能较差,其保持弹性的限温度为- 15~ -20℃。美国杜邦公司开发的VitonGLT, 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。特定的温下的密封, 有时也用氟橡胶。
⑦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,具有小的气 体挥发量( 失重) , 因此, 它的耐高真空性能好。
⑧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。
⑨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;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
①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。
②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。
⑧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。
①N990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,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。
②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 是氟橡胶加工助剂。它在高温时的挥发性低, 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, 白的氟胶料比黑胶易与金属粘合;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、。
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5MPa。
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。
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。
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℃,ML1+5门尼粘度为100-140, 而日本大金公司G751氟胶在100℃,ML1+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。
氟橡胶胶料的配合
一、硫化体系
23型与26型氟橡胶是饱和的氟碳化合物，不能用硫磺进行硫化，但在二胺类硫化剂、二羟基化合物硫化剂以及有机过氧化物的作用下，可以进行硫化反应。
胺类硫化剂硫化胶，变形较低，耐酸性差；过氧化二苯甲酰耐酸性好，但耐热性较差，工艺性能不好。目前硫化剂很多，常用的硫化剂主要是3号、4号、5号（多羟基化合物）和过氧化二苯甲酰。
3号硫化剂全称:N，N-双肉桂叉-1，6—己二胺；
4号硫化剂全称:双--（4-氨己基环己基）甲烷氨基甲酸盐
5硫化剂全称:对苯二酚（氢醌）
23型氟橡胶常采用过氧化二苯甲酰作硫化剂，主要用于耐酸制品；26氟橡胶常用于耐热、耐热油制品，主要采用胺类硫化剂（3号硫化剂）。
胺类硫化剂3号硫化剂易于分散，对胶料有增塑作用，工艺性能好，硫化胶的耐热性和压变尚可。4号硫化剂是随246型氟橡胶出现而开发的，没能普遍采用；5硫化剂随着VitonE型胶种的出现而开发的硫化剂。
1. 二胺硫化剂:
氟橡胶分子中存在着—CH2—CF2—链节，由于氟原子强的电负性，使之在热和碱性化合物（如胺、氧化镁等）存在时，易于脱出氟化氢形成易化的双键，这种含氟烯烃结构很容易与亲核试剂如胺类、酚类加成，并生成交联键。普通二胺或多胺在氟橡胶中硫化起步快降低了胶料的加工**性，一般均采用隐蔽的多元胺，在较高的温度时才发挥其作用，以便迟延硫化起步，环状的氨基甲酸盐即为隐蔽的多元胺的代表。
随着硫化剂用量增加，硫化胶的硬度、强度增大，伸长率和压缩变形降低，高温老化后的强度保持率略有提高，伸长保持率则显著下降。
在胶料的配合中加入酸接受体（即吸酸剂），以便有效地中和氟橡胶硫化过程中析出的氟化氢（或氯化氢）。氟化氢或氯化氢的存在会妨碍橡胶进一步的交联并能严重腐蚀设备，由于吸酸剂能促进硫化交联密度的提高，赋予硫化胶较好的热稳定性，所以又称为活性剂或稳定剂。吸酸剂的作用与其碱性强弱有关，碱性越强，则所得硫化胶的硫化程度越高，硬度、强度较高，伸长率和压缩变形较小，但碱性越强，加工**性越差，越易于焦烧。常用的吸酸剂有氧化镁、氧化钙、氧化铅、二盐基亚磷酸铅等，吸酸剂对硫化胶的性能有较大的影响，应根据对胶料的要求而适当选择。凡是以耐热为主的配方宜用氧化镁为吸酸剂，当同时要求低压缩变形时，可用氧化钙或者氧化镁与氧化钙并用，要求耐酸的配方则采用氧化铅为吸酸剂。当使用氧化锌和二盐基亚磷酸铅组合时，则耐热性一般，但具有好的耐水性和耐高温水蒸汽的性能。氧化物的用量一般为15~25份。
二胺硫化剂其工艺**性，热老化性和抗压缩变形的性能均较差。已经明此种硫化体系有其的性能，如与金属粘合牢固，因而常被用作一些制品，如橡胶与金属的粘合制品。
2．二羟基硫化剂:
这类硫化剂体系是目前用得*多的，大多数市售氟橡胶中都加入了这类硫化剂。橡胶加工者再加入金属氧化物酸接受体和填料而制成成品胶料。
二羟基硫化剂为亲核试剂，使用二羟基硫化体系时硫化体系有更高的交联密度，故使硫化胶耐热性和抗形变得到改善。
用二羟基硫化剂硫化氟橡胶要有适当的碱性促进剂存在方能完成。在工业上，已经使用，发展迅速的促进剂主要为季磷盐和季铵盐，其品种甚多，如苄基三苯基氯化磷、苄基三辛基氯化磷等季磷盐和四丁基氢氧化铵及其盐、DBU类化合物及其衍生物等季铵盐。
二羟基硫化体系使胶料具有较好的加工性能和抗焦烧性能，较快的硫化速度并使硫化具有的抗压缩变形性能，但抗撕裂性能，是在热态下的抗撕裂性能不够理想。
3．过氧化物硫化剂:
过氧化物硫化氟橡胶使氟橡胶的耐水蒸汽的性能得到改进。它在硫化时生成的不溶性挥发副产物的量很小。
2、补强填充体系
氟橡胶在未加入填充剂时其硫化胶即具有较高的强度，补强填充体系虽对它有一定的补强作用，但主要是为了达到改进工艺性能，提高制品的耐热性，硬度，减小压缩变形和降低成本等目的。在氟橡胶中加入5-80份陶土、石墨、滑石粉、云母粉可以降低硫化胶的收缩率。氟橡胶中加入的无机填料是氟化钙，用量一般可达20-35份，它的耐高温（300度）老化性能优于碳黑和其他填料，但工艺性能较喷雾碳黑差，将两者并用，可以得到综合性能好的胶料。碳酸钙和硫酸钡也使用，前者的缘性好，后者可以获得低压变。用量它们一般为20-40份。
26型氟橡胶*常用的填料为中粒子热裂法炭黑（MT炭黑）、喷雾炭黑以及奥斯汀炭黑（由沥青化石油制得的产品），填充这些炭黑能够赋予胶料较好的混炼、压出和模压性能，填充中粒子热裂炭黑的胶料并具有优良的耐热性能。炭黑的用量不宜过多，硫化胶的硬度随炭黑的用量的增加而增大，随着炭黑用量的增加，胶料粘度上升工艺性能大大降低，更重要的是硫化胶的脆性温度亦随之升高，炭黑用量一般昀不超过30份。虽然高耐磨炉黑能提高抗撕裂和耐磨耗性能，但由于使胶料流动性变差和导致硫化胶硬度的显著上升，故很少使用。槽法炭黑由于其呈显酸性，迟延硫化一般不用。
26型氟橡胶使用白炭黑时，是气相白炭黑的胶料，工艺性能较差，硫胶的耐热，耐磨及高温压缩变形不好，故很少采用。通常只是在使用过氧化物为硫化剂的某些情况下，才使用沉淀法白炭黑，用量为15~30份，此种情况可用于制备浅胶料。使用氟化钙时对提高胶料的耐高温老化性能十分有利，优于炭黑和其它矿物填料，但工艺性能较差且耐酸性能不佳。用碳纤维和纤维状硅酸镁（针状滑石粉）能使硫化胶的高温强度和热老化性能得到提高，但在工艺性能方面较中粒子热裂炭黑稍差，是应用针状滑石粉的胶料有分层现象，给模压带来一定的困难，将其与碳纤维或喷雾炭黑并用会有所改善。用碳纤维填充的硫化胶其压缩变形比中粒子热裂炭黑为小，撕裂强度也相当大，用碳纤维作填料时，由于其导热性良好，在很大程度上，克服了混炼过程的生热问题和粘辊问题，并为氟橡胶作高速油封制件提供了可能性。
23型氟橡胶常采用1.5~3份的过氧化二苯甲酰作硫化剂，主要用于耐酸制品。由于炭黑对带有酰基基团的过氧化物有阻化作用，故能妨碍硫化反应，使硫化胶的物理机械性能低于以白炭黑为填料者，因此23型氟橡胶很少采用炭黑为填料。当使用沉淀法白炭和气相法白炭黑为填料时，硫化胶的室温抗张强度及硬度*高，但气相法白炭黑耐长期热老性能不佳。在200℃下长期老化后抗张强度保持*好的是氟化钙和二氧化钛，但氟化钙耐酸性能差，故常用沉淀法白炭黑和二氧化钛为填料，其用量为沉淀法白炭黑5~15份或二氧化钛20~30份。
3、操作体系
一般的增塑物质不能适用于氟橡胶，因为它们不仅会使硫化胶的耐热性和化学稳定性变差，而且在二段高温硫化过程中增塑物质往往会被蒸出，当含量较大时造成硫化制品严重收缩变形甚至起泡，故对增塑物质的要求甚高，对26型氟橡胶较好的软化剂为高粘度氟硅油或高粘度氟硅油与酚醛树脂的组合，它们可以降低硫化胶的硬度而对硫化胶的耐热、耐油、耐溶剂等性能影响很小。采取并用少量低分子氟橡胶的方法可以改善混炼和模压性能，并对硫化胶的耐热性能无明显影响。在23型氟橡胶中加入3~5份低分子量的聚三氟氯乙烯（氟蜡）为软化剂，可以降低胶料的粘度，改善混炼、压出、压延等工艺性能，同时对硫化胶的室温强度，200℃长期老化以及耐硝酸，耐油等性能均无明显影响。
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氟橡胶分析 氟橡胶成分分析
氟橡胶分析 氟橡胶成分分析
2012-07-26 16:39 星期四
2012-07-26 16:39 星期四
氟橡胶一般指未硫化的橡胶胶料，东标检测中心作为的第三方检测机构，能针对氟
氟橡胶一般指未硫化的橡胶胶料，东标检测中心作为的第三方检测机构，能针对氟
橡胶进行多方面的检测，并能出具权威检测报告。
橡胶进行多方面的检测，并能出具权威检测报告。
主要检测项 目:挥发份 灰分 拉伸强度 定伸强度
主要检测项 目:挥发份 灰分 拉伸强度 定伸强度
生产参数检测:门尼粘度 热稳定性 剪切稳定性 硫化曲线 门尼焦烧时间
生产参数检测:门尼粘度 热稳定性 剪切稳定性 硫化曲线 门尼焦烧时间
主要性能特点:
主要性能特点:
化学稳定性佳:氟橡胶具有高度的化学稳定性，是 目前弹性体中耐介质性能好
化学稳定性佳:氟橡胶具有高度的化学稳定性，是 目前弹性体中耐介质性能好
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、品等，仅不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、
的有机、无机溶剂、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。
磷酸类液压油。
耐高温性:氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是 目前弹性体中好的。
耐高温性:氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是 目前弹性体中好的。
耐老化性能好:氟橡胶具有好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。
耐老化性能好:氟橡胶具有好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。
真空性能佳:26 型氟橡胶具有好的真空性能。246 氟橡胶基本配方的硫化胶真空
真空性能佳:26 型氟橡胶具有好的真空性能。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。
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
机械性能优良
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
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
缘材料。26 型橡胶可在低频低压下使用。
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
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。
的透气性也小。
低温性能不好:氟橡胶的低温性能不好，这是由于其本身的化学结构所致，如 23-11
低温性能不好:氟橡胶的低温性能不好，这是由于其本身的化学结构所致，如 23-11
型的 TG＞0℃。
型的 TG＞0℃。
耐辐射性能较差:氟橡胶的耐辐射性能是弹性体中比较差的一种，26 型橡胶辐射作用
耐辐射性能较差:氟橡胶的耐辐射性能是弹性体中比较差的一种，26 型橡胶辐射作用
后表现为交联效应，23 型氟橡胶则表现为裂解效应。
后表现为交联效应，23 型氟橡胶则表现为裂解效应。
东标橡塑检测中心是国内权威的第三方检测机构，通过了中国国家认监督管理
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委员会和中国合格评定国家委员会的二合一 （CMA、CNAS）实验室认，可出具权
委员会和中国合格评定国
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、机械等工业领域。
氟橡胶在日常生活中的应用领域广泛，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0.2～0.7 mm。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。伴随着汽车工业对性、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。
2· 氟橡胶的主要性能
氟橡胶具有的性能，其硫化胶各项性能分别叙述如下。
（1）耐腐蚀性性能:氟橡胶具有的耐腐蚀性能。一般说来它对有机液体（燃料油、溶剂、液压介质等）、浓酸（硝酸、硫酸、盐酸）、高浓度过氧化氢和其他强氧化剂作用的稳定性方面，均优于其他各种橡胶。
（2）耐溶胀性能:氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前弹性体中耐介质性能好的一种。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、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%。
（3）耐热和耐高温性能:在耐老化方面氟橡胶可以和硅橡胶相媲美，优于其他橡胶。26 型氟橡胶可在250 ℃下长期工作，在300 ℃下短期工作，23 型氟橡胶经200 ℃×1 000 h 老化后仍具有较高的，也能承受250 ℃短期高温的作用。四丙氟橡胶的热分解温度在400 ℃以上，能在230 ℃下长期工作。氟橡胶在不同温度下性能变化大于硅橡胶和通用的丁基橡胶，其拉伸强度和硬度均随温度的升高而明显下降，其中拉伸强度的变化特点是:在150 ℃以下，随温度的升高而迅速降低，在150～260 ℃之间，则随温度的升高而下降较慢。
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 h 空气热老化后的26-41 的物性与300 ℃×100 h 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 h之后保持良好弹性，在400 ℃热空气老化110 min之后保持良好弹性，在400 ℃热空气老化110 min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。
（4）耐低温性能:氟橡胶的低温性能不好，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的形状（如厚度）对脆性温度影响都比较大，如配方中填料量增加则脆性温度敏感地变坏，制品的厚度增加，脆性混同度也敏感地变坏。氟橡胶的耐低温性能一般它能保持弹性的限温度为-15～20 ℃。随着温度的降低，它的拉伸强度变大，在低温下显得强韧。当用作密封件时，往往会出现低温密封渗漏问题。其脆性温度随试样厚度而变化。例如26 型氟橡胶在厚度为1.87 mm时，其脆性温度是-45 ℃，厚度为0.63 mm 时是-53 ℃，厚度为0.25 mm 时是-69 ℃。它的标准试样26 型氟橡胶的脆性温度是-25～-30 ℃，246 型氟橡胶的脆性温度为-30～－40 ℃，23 型氟橡胶的脆性温度为-45～－60 ℃。
（5）耐过热水与蒸汽的性能:氟橡胶对热水作用的稳定性不仅取决于本体材料，而且决定于胶料的配合。对氟橡胶来说，这种性能主要取决于它的硫化体系。过氧化物硫化体系比胺类、双酚AF 类硫化体系为佳。26 型氟橡胶采用胺类硫化体系的胶料性能较一般合成橡胶如乙丙橡胶、丁基橡胶还差。
（6）压缩永久变形性能:氟橡胶用于高温下的密封中压缩变形是它的关键性能。维通型氟橡胶所以得到其广泛的应用是与它的压缩变形的改进分不开的。它是作为密封制品控制的一个重要性能。26 型氟橡胶的压缩永久变形性能较其他氟橡胶都好，这是它之所以获得广泛应用的原因之一。在200～300 ℃的温度范围内其压缩永久变形显得很大。但在20 世纪70 年代美国DuPont 公司对其进行了改进，发展了一种低压缩永久变形胶料（Viton E-60C），它是从生胶品种（Viton A 改进为Viton E－60）和硫化体系选择上（从胺类硫化改进为双酚AF 硫化）进行改进的，这就使氟橡胶在200 ℃高温下长期密封时的压缩永久变形性较好，氟橡胶在149 ℃长期存放的条件下，其密封保持率在各类橡胶中处于领先的。
（7）耐气候老化和耐臭氧性能:氟橡胶具有好的耐天候老化性，耐臭氧性能。据报道，DuPont 开发的VitonA 在自然存放10 年之后性能仍然令人满意，在臭氧体积分数为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、耐臭氧性能也好。
（8）机械性能:氟橡胶一般具有较高的拉伸强度和硬度，但弹性较差。26 型氟橡胶一般配合的在10～20 MPa 之间，扯断伸长率在150～350%之间，抗撕裂强度在3～4 kN ／m 之间。23 型氟橡胶在15.0～25 MPa 之间，伸长率在200%～600%，抗撕裂强度在2～7 MPa 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 h 下的压缩变形相当于丁橡胶在150 ℃×24 h 的压缩变形。
（9）电性能:氟橡胶的电缘性能不是太好，只适于低频低压下使用。温度对它的电性能影响很大，从24 ℃升到184 ℃时，其缘电阻下降35 000 倍。26 型氟橡胶的电缘性能不是太好，只适于低频，低电压场合应用。温度对其电性能影响很大，即随温度升高，缘电阻明显下降，因此，氟橡胶不能作为高温下使用的缘材。填料种类和用量对电性能影响较大，沉淀碳酸钙赋予硫化胶较高的电性能，其他填料则稍差，填料的用量增加，电性能则随之下降。
（10）耐高真空性能:氟橡胶具有佳的耐真空性能。这是由于氟橡胶在高温、高真空条件下具有较小的放气率和小的气体挥发量。26 型、246 型氟橡胶能够应用于133×l0-9～133×10-10 Pa 的超高真空场合，是宇宙飞行器中的重要橡胶材料。氟橡胶的气透性是橡胶中较低的，与丁基橡胶、丁腈橡胶相近。填料的加入能使硫化胶的气透性变小，其中硫酸钡的效果较中粒子热裂法炭黑（MT）显著。氟橡胶的气透性随温度升高而增大，气体在氟橡胶中的溶解度较大，但扩散速度则很小，这有利于在真空条件下应用。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。据报道，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基橡胶、丁橡胶相当，比氯丁胶、天然橡胶要好。在氟橡胶中，填料的加入，充填了橡胶内部的空隙，从而使硫化胶的气透性变小，这对于真空密封是很有利的。
（11）耐燃性能:橡胶的耐燃性取决于分子结构中卤素的含量。卤素含量愈多，耐燃性愈好。氟橡胶与火焰接触能够燃烧，但离开火焰后就自动熄灭，所以氟橡胶属于自熄型橡胶。
（12）耐辐射性能:氟橡胶是属于耐中等剂量辐射的材料。高能射线的辐射作用能引起氟橡胶产生裂解和结构化。氟橡胶的耐辐射性能是弹性体中比较差的一种，26 型橡胶辐射作用后表现为交联效应，23 型氟橡胶则表现为裂解效应。246 型氟橡胶在空气中常温辐射在5×107 仑的剂量下性能剧烈变化，在1×107 仑条件下硬度增加1～3，强度下降20%以下，伸长率下降30%～50%。所以，一般认为246 型氟橡胶可以耐1×107 仑，限为5×107 仑。
3· 氟橡胶的加工技术
高分子合成材料的氟橡胶合成技术并不是难的，关键之处在于氟橡胶的改性和加工技术。随着科技发展，国内外开发多种类型的氟橡胶，主要是通过改变聚合单体来实现氟橡胶的不同组成和性能。除单体组成外，加工过程中的硫化体系是决定氟橡胶物理性能的关键因素之一。目前已开发出的硫化体系有3 种:分子中含有2 个氨基的二胺化合物、含有2 个羟基的多元醇化合物、过氧化物及多官能化合物。其中，使用为广泛的是多元醇硫化体系，所使用的多元醇只限于双酚AF。与传统的二胺硫化体系相比，多元醇体系具有压缩永久变形小和抗焦烧性高两大优点。过氧化物硫化体系中的交联点含有更稳定的C—C键，因此其硫化胶的耐化学品的腐蚀性能更加。此外，含有醚的单体耐寒级氟橡胶，由于要从偏氟乙烯键上脱除氟化氢，所以采用过氧化物来进行硫化。
（1）氟橡胶的配方一般是由生胶、吸酸剂、硫化剂、促进剂、补强填充剂、加工助剂等组成。国产氟橡胶和国外的氟橡胶的性能基本相同，只是加工性能有些差异。国产胶的加工性能较差，主要是穆尼粘度较高，影响胶料加工流动性。国产氟橡胶26 相当于美国杜邦公司的VitonA，氟橡胶246 相当于VitonB。国外的氟橡胶生胶，有不少已加好了硫化剂，美国3M 公司和日本大金公司供应的氟橡胶已经加好了硫化剂。
（2）硫化是使氟橡胶产生一定程度的交联，使其具有良好的使用性能。氟橡胶硫化可以采用亲核试剂的离子加成机理进行，也可以以过氧化物或射线以自由基机理进行。胺类化合物（1 号、3 号硫化剂）硫化氟橡胶，可以解决一般产品的要求；采用2 号硫化剂，可以解决胶浆的加工。在密封制品中，为使其有较小的压缩变形值，应优先选用酚类化合物作为硫化剂。如对苯二酚、双酚A、双酚AF 等，并配用相应的促进剂，以适合高层次的性能要求。在解决腐蚀介质的抗耐性上，建议采用过氧化物硫化氟橡胶。
（3）吸酸剂也称为稳定剂，是为了解决氟橡胶加工过程产生氟化氢对金属的腐蚀和污染，使硫化反应顺利进行。Ca（OH）2等。一般采用MgO、CaO、ZnO、PbO、二盐基亚磷酸铅，其用量一般在5～10 份。它们的加入各有特点:MgO 耐热性好；PbO 耐酸性好；CaO 压缩变形小；对消除气泡有利；ZnO 和二盐基亚磷酸铅，胶料流动性得到改善，耐水性好；Ca（OH）2压缩变形小，加入Ca（OH）2和活性MgO，在酚类硫化体系中，可得到低压缩变形的胶料。总之，要选择合适的吸酸剂，以满足实际性能的要求。
（4）氟橡胶是一种自补强性能的橡胶。由于性能要求和用途的不同,需要通过补强、填充体系进行调节,使其功能和成本适应用户的需要,一般用量在10～30 份之间。目前常用的补强填充剂大致上有热裂法炭黑、喷雾碳黑、白炭黑、硫酸钙、硫酸钡、氧化钙、炭纤维等。用加拿大的N990 炭黑或喷雾碳黑，在黑制品中均取得较好的加工工艺和相应的物理性能。加入20 份炭纤维的氟橡胶,胶料流动性好，加工硫化复杂形状产品之后,其外观好于N-990 和喷雾碳黑，表面光滑。由于炭纤维的胶料导热系数大，适合高速运动橡胶件的使用。应该指明的是，加入碳纤维的成本高，其伸长率低。彩氟橡胶制品可以使用白炭黑、钛白、氟化钙、碳酸钙等，并配用相应的颜料即可得到相应的胶料。但在加工压缩型密封制品时，在选用彩原料时，要注意颜料与高温的合理匹配，还要控制胶料的压缩变形值，以使产品适应压缩下的工作需要。
（5）加工助剂是近年来氟橡胶加工的一大进步。它是在不影响胶料发挥的前提下，能改善氟橡胶的混炼工艺，焦烧，改进胶料的流动性和压出性能，并能在加工中粘辊、粘模，起到外脱模剂的作用。在氟橡胶的加工中，已出现过氟蜡、低分子聚乙烯、硬脂酸锌、Ws280、棕榈蜡、模特丽935P 等新的加工助剂，为氟橡胶的加工和应用提供了新的手段。它的加入量一般只有1～2 份。
硫化剂加入量及其作用因为硫化体系、氟橡胶类型不同而有所不同，目前国内外主要采用多元醇硫化体系。增塑剂，国内通常使用硬脂酸盐或低相对分子质量氟橡胶。当胶料用量大，自动化程度高的挤出或注塑模压过程中，容易发生焦烧，同时需添加一定量的防焦剂。通常选用对硝基苯酚、对硝基苯甲酸、邻羟基苯甲酸和防焦剂NA。促进剂，使用多元醇硫化体系要求促进剂既要在混炼和加工阶段有较好的焦烧性能，又要具有较快的硫化速率。
（6）改性。尽管氟橡胶具有许多的性能，但也存在模压流动性差、易压缩变形、生胶加工工艺性能和硫化胶的物理性能不好等不足。为了解决氟橡胶的流动性，可以采用高相对分子质量和低相对分子质量氟橡胶合用，也可通过工艺调整，生产出宽相对分子质量分布的氟橡胶。为解决氟橡胶的压缩永久变形性能，可通过添加硫化的交联剂、促进剂和耐热助剂的方法使氟橡胶获得低的压缩永久变形性，从而解决并提高氟橡胶的物理机械性能。另外，还有采取添加无机填料的方式来对氟橡胶进行改性。
丙烯酸酯橡胶是氟橡胶或丙烯酸酯橡胶与丙烯酸酯塑料共混形成的新型热塑性弹性体。丙烯酸酯橡胶主要用于汽车工业而被称之为“汽车胶”。氟橡胶也主要应用于汽车。因此将氟橡胶与价格相对较低的丙烯酸酯橡胶共混，可以在性能不下降的前提下显著降低生产成本。含环氧化物硫化点的丙烯酸酯橡胶通过偶－偶相互作用，与氟橡胶形成可混溶的共混胶，从而改善了共混胶的力学性能。
4· 应用实例
4.1 耐油FKM 混合料
氟橡胶材料密封件适用于要求高热温和高化学稳定性的环境。针对高添加剂、润滑剂等环境，MOK 研制出了的FKM 混合物。在选择密封件适用材料时，除考虑密封件所处温度范围外，还需考虑与之接触的液体或气体性质。弹性体的膨胀或收缩以及化学稳定性都是影响密封件稳定性的重要因素。
这些材料可以耐受高达200 ℃的温度，取决于聚合物结构和交联作用系统。二胺、双酚或过氧化物会产生交联作用。氟含量决定化学稳定性，氟含量越高，FKM 材料就越能够耐受高度侵蚀性的环境。
对于公共车辆和移动式机械，密封材料需要满足对温度和周围介质为苛刻的应用条件。由于高机油添加剂含量以及工作温度的日益升高，温度和化学稳定性的要求越来越严格。MOK 为动力应用研制的低温混合剂70FKM8086和70FKM2010122具有良好的膨胀特性、抗磨蚀度和缓冲性能。材料70FKM2010122 适用于生物柴油或低粘度润滑剂。发动机和驱动器的新一代长寿油可将使用寿命延长一千多小时。这类油液主要是矿物油，胺添加剂含量高。
4.2 耐碱FKM 材料
耐碱型FKM 材料用于轴和驱动器的标准FKM材料采用双酚交联共聚物或三聚物，会受到这些高添加剂油的化学损伤腐蚀。正是基于这一原因，耐碱型（BRE）FKM 材料面世了。这种材料在高添加剂油中具有高度稳定性。将材料75FKM2010128在150 ℃高温下与侵蚀性CastrolSAF XO 机油接触168 h 后，其机械特性只发生了轻微变化，而标准FKM 材料在同一条件下断裂点延长率降低50%以上，大大影响了密封件的功能性。新型高性能材料75FKM2010128 在侵蚀性长寿机油中试运行即使超过1 000 h，仍能保持良好的密封性。因此，新型BRE-FKM 材料在侵蚀性润滑剂中具有好的耐久性以及更长的使用寿命。MOK 生产多个FKM 材料系列，从标准型号到具有高耐化学性的改性混合材料，一直到适用于动力应用的低温弹性材料，以及优化后具有长寿耐磨特性的75FKM2010129 材料。
由于氟橡胶的技术性能，因而其应用领域不断拓展，制品类型越来越多，主要制品有胶布、胶带、胶管、薄膜和浸渍制品用氟橡胶制造各种胶管及复合胶管，用于输油管、耐高温和高压的液压胶管、空气导管和热液体导管以及各种密封材料。用氟橡胶制造胶膜作耐腐蚀介质的泵、阀中的隔膜，广泛用于的领域。用氟橡胶的浆料涂于玻璃纤维布、聚酯纤维布和其他纺织品上，可制成耐燃容器、耐高温垫片、不燃性胶布、防护衣及防护手套等。缘材料主要用作耐高温、耐油和耐压的电缆和电线护套。制造石棉纸的泊板氟橡胶可取代其他橡胶制造石棉纸泊板，具有耐高温和耐高压性能，还可用作物料管的法兰垫片，广泛应用于化工、轻工和机器制造等领域。
4.3 氟橡胶制品及应用
密封材料用氟橡胶可以制成多种用途的垫圈、阀门密封垫圈、○型密封圈、V 型密封圈、皮碗、油封和波纹连接管等。这些制品能耐200 ℃以上的温度，在各类油介质的环境下不变形。氟橡胶密封材料在国内主要应用于汽车和航空航天领域，目前国内汽车零部件用氟橡胶材料的主要制品有发动机的曲轴前油封、曲轴后油封、气门缸油封、发动机膜片、发动机缸套阻水圈、加油软管、燃油软管、机油滤清器单问阀、加油口盖○型环、变速箱及减速器的油封等等。氟橡胶、硅橡胶和丙烯酸酯橡胶及耐热弹性体成为未来汽车用橡胶材料的发展趋势和主流，许多汽车零部件采用性能更为的氟橡胶来替代传统的材料。
氟橡胶密封件用于汽车发动机的密封时，可在200 ℃～250 ℃下长期工作，工作寿命可与发动机返修寿命相同；用于化学工业时，可密封无机酸（如140 ℃下的67%的硫酸、70 ℃的浓盐酸，90 ℃下30%的硝酸），有机溶剂（如氯代烃、苯、高芳烃汽油）及其它有机物（如丁二烯、苯乙烯、丙烯、苯酚、275 ℃下的脂肪酸等）；用于深井采油时，可承受149 ℃和420 个大气压的苛刻工作条件；用于过热蒸汽密封件时，可在160～170 ℃的蒸汽介质中长期工作。在单晶硅的生产中，常用氟橡胶密封件以密封高温（300 ℃）下的介质—三氯氢硅、四氯化硅、砷化镓、三氯化磷、三氯乙烯以及120 ℃的盐酸等。
用氟橡胶制造的胶管适用于耐高温、耐油及耐特种介质场合。用氟橡胶制成的电线电缆屈挠性好，且有良好的缘性。氟橡胶制作的玻璃纤维胶布，能耐300 ℃的高温和耐化学腐蚀。芳纶布涂氟胶后，可以制作石油化工厂耐高温、耐酸碱类储罐间的连接伸缩管，可承受高压力、高温度和介质腐蚀，并对两罐的变形伸缩起缓冲减震连接作用。尼龙布涂氟胶后制成的胶布密封袋，作为炼油厂的内浮顶贮罐用软密封件，起到密封、减少油液面的挥发损失等作用。
23 型、四丙型氟橡胶主要用作耐酸、耐化学品的腐蚀性密封场合。羟基亚硝基氟橡胶主要用作防护制品和密封制品，以溶液形式作为不燃性涂料，应用于防火电子元件及纯氧中工作的部件。其溶液和液体橡胶可用喷涂、浇注等方法制造许多制品，如宇宙服、手套、管带、球等。也可用作玻璃、金属” 濑性体、织物的胶粘剂，制造海绵及接触火箭推进剂（N2O4）的垫圈、○型圈、胶囊、阀尹畴各类密封件等。G 型系列氟橡胶制作的密封件具有使用VitonA、B、E 等氟橡胶无法达到的耐高温蒸汽性、耐甲醇汽油或含高芳香烃汽油的性能；GLT 型氟橡胶、氯化磷橡胶、全氟醚橡胶等更具有宽广的使用温度范围，低温柔软性、弹性密封性等。全氟醚橡胶还具有突出的耐介质腐蚀性，在军工尖端技术中得到广泛应用。用氟橡胶制成的密封剂———腻子，耐燃料油性能突出，可在200 ℃左右的油中使用，被用作飞机整体油箱的密封材料。用氟橡胶制得的闭孔海绵，具有耐酸、耐油、宽广使用温度范围和良好的缘性，可用作火箭燃料、溶剂、液压油、润滑油及油膏的密封和火箭、导弹的减震材料，耐温达204 ℃，浸渍氟胶乳液的石棉纤维布，可制成石棉胶板，用于耐高温、耐燃烧和耐化学腐蚀性的场合。
5· 氟橡胶技术开发进程和发展趋势
自从氟橡胶问世以来，新产品开发层出不穷，目前新开发的氟橡胶品种很多，主要有聚烯烃类氟橡胶、亚硝基类氟橡胶、全氟醚橡胶和氟化磷腈橡胶等，并向高含氟、耐低温和耐碱方向发展。目前世界氟橡胶产量的60％以上用于汽车工业，氟橡胶正以优良的性能不断扩大应用领域。
5.1 新氟橡胶品种
目前，新开发的氟橡胶品种很多，主要有聚烯烃类氟橡胶、亚硝基类氟橡胶、全氟醚橡胶和氟化磷腈橡胶等，并向高含氟、耐低温和耐碱方向发展。近年来，开发的性能的品种主要有以下几种。
（1）全氟醚橡胶:是由全氟甲基乙烯基醚、四氟乙烯与全氟烯丙基醚三元共聚得到的一类弹性体，全氟醚橡胶在300 ℃的高温下也能保持橡胶的弹性特征；在耐化学性方面，一般氟化橡胶无法适用的醚类、胺基化合物、酮类、氧化剂、有机溶剂、燃料、酸、碱等环境中，全氟醚橡胶显示出其的稳定性，几乎对化学品都具有的耐受性。能耐除氟溶剂外的一切溶剂，接触过热蒸气的时间可长达1 年，在碱液中能使用3 000 h，能在260～290 ℃的温度下连续工作很长时间，是目前耐热性能好的橡胶。除了的耐化学性、耐热性，产品具有均质性，表面没有渗透、开裂和针孔等困扰。全氟醚橡胶密封零部件的长期功效，可以提高生产效益和减少维修费用，这些特征可以提高密封性能，延长运行周期，有效降低维护成本。
（2）偏氟乙烯系橡胶:偏氟乙烯在大于它的临界温度和临界压力时能发生高放热的聚合反应。偏氟乙烯树脂主要作为加工性能好的耐蚀材料，用于对防蚀有要求的装置、机器的防腐，有效地利用其物理和化学特性，作为装置零部件甚至整个工厂的工业材料，所做出的成绩遍及各个行业。因为其加工性能佳，以容易成型、熔接涂装、衬里获得好评。偏氟乙烯系橡胶耐热性能，耐候性、耐臭氧性、耐油性和耐化学性能均很好，主要用于苛刻条件下的○型密封圈、密封材料和垫片等工业用零件。
（3）聚氟代烷氧基磷腈弹性体（简称磷腈氟橡胶）:含氟量低（30％～40％），对许多化学介质有的耐受能力，可以在170 ℃温度下长期工作，并具有良好的物理机械性能和宽广的使用温度范围，的耐低温性能，温度可达-230 ℃，性能类似于硅橡胶和其他氟橡胶，但能弥补硅橡胶机械强度低和氟橡胶耐低温性能差的特点，其拉伸强度为7～14 MPa，较耐磨，是一种新型具有好低温挠性的耐溶剂聚合物。
（4）四丙氟橡胶:由四氟乙烯与丙烯共聚得到的弹性体。具有的耐高温（200 ℃以上）和耐油性能。四丙氟橡胶是四氟乙烯与丙烯通过乳液聚合生成的共聚物。四丙氟橡胶可在200 ℃下连续使用，高使用温度可达230 ℃。四丙氟橡胶在200 ℃下连续使用寿命可达2 年。它具有耐高温和耐腐蚀性能，使用寿命较长，主要用于制造各种密封制品，如轴封、密封圈、○型密封圈，隔膜和防腐蚀衬里。
（5）不需硫化的氟化橡胶:具有氟橡胶的弹性和氟树脂优良的耐介质性能，在加热的情况下，与塑料加工工艺相同，可进行熔融、挤出、注射及模压加工，加工十分方便。高含氟橡胶适用于钢铁加工业用的耐溶剂洗涤辊、化工的挠性管接头、热交换器的密封材料、○型密封圈和燃料电池密封件等。G-555 适用于汽车燃料管、排气管，也可挤出成胶绳、胶条或胶片硫化后再进行裁断、粘接成大型○形密封圈及衬垫。
（6）高纯氟橡胶:污染小，主要用于液晶半导体制造。普通级产品耐磨性能，低磨擦产品具有较好的耐磨擦性能，具有的纯度和耐等离子性能。液体氟弹性体由日本的信越公司开发，品牌主要有两类，可在150 ℃下加工，具有优良的耐油、耐溶剂和耐低温性能（在-40 ℃下仍有弹性）。
5.2 氟橡胶技术开发趋势
大限度提高单体纯度是提高聚合物性能的重要手段。通过采用新工艺技术，偏氟乙烯、全氟丙烯和四氟乙烯单体纯度得到大提高。为改善氟橡胶的耐低温性、耐介质以及和加工性能，采用含全氟烷基烯醚、硅氧烷、亚硝基、含溴氟醚等改性基团的单体，开发出多种新型聚合单体，从而制得多种高性能特种氟橡胶产品。
氟橡胶生产技术发展趋势为改进间歇单釜聚合为连续双釜聚合，产量大，工艺和产品质量稳定。采用的相对分子质量分布控制技术，改变多年来的较宽相对分子质量分布为双峰分布；控制相对分子质量大小，降低生胶穆尼粘度值，满足挤出加工和复杂制件的浇铸成型的需要。近年来，杜邦和苏威公司开发了由可控聚合反应代替了常规的随机官能团共聚反应的新聚合工艺。
根据工艺类型，可控性聚合反应用来改进和控制聚合物结构，从而取代通过常规官能团聚合反应生成的共聚物。
国外大多数商用氟橡胶的供应采用预混胶形式，采用双酚硫化体系可降低制品的压缩永久变形。过氧化物硫化体系可以提高制品的耐油、耐水蒸汽性能。生产用过氧化硫化的氟橡胶时，可在聚合物主链上加入一种带硫化点的单体，改善其加工性能，以达到的要求。针对氟橡胶工艺复杂，技术难度大的特点，各生产厂商竞相提高装备自动化水平，采用现代检测技术，实现单体制备、聚合生产和炼胶等工艺参数的微机控制，做到密闭化、连续化，产品质量优良。
在实际应用中，针对苛刻的环境，开发了耐高低温性能范围更宽的、耐热水（水蒸汽）、耐含醇燃料、耐化学品性好的氟橡胶新品种，满足了工况的需要。氟橡胶发展至今已经形成系列多品种的特种橡胶。目前新型高性能的氟橡胶产品仍不断被开发出来。
6 ·结束语
中国氟橡胶企业不能继续走简单扩产而不重视提高产品技术含量和品质的老路。大力发展氟橡胶产业关系到国计民生、国家，提高氟橡胶的自给能力已是当务之急。
中国企业作为技术跟随者，在引进生产线和生产技术的基础上，应当做好消化吸收工作，积进行专利回输；分析外国公司的专利布状况，充分利用其无权专利和无效专利，避开其有效专利的技术封锁；借鉴国外企业的专利布经验，在自己的优势领域或者对方的弱势领域及技术空白点上构建结构合理的专利群，形成具有自身特的专利组合，运用专利策略保护自己的市场利益。
我国氟橡胶合成技术领域的研发实力和技术水平与美国、日本、欧洲的企业相比差距较大，存在较大的上升和提高空间，因此应重点扶持企业在部分技术上形成突破。国内氟橡胶生产企业应在提高生产技术水平和产品质量与应用上下功夫，加大特种单体、合成技术工艺、硫化工艺、硫化体系、产品形态开发的力度，加快开发耐低温氟橡胶、耐高温氟橡胶、宽温域氟橡胶等新的氟橡胶品种，提升综合竞争力。