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第 27卷 第 3期 特 种 橡 胶 制 品 Vo1．27 No．3
2006年 6月 SpecialPurposeRubberProducts June2006
二段硫化对氟橡胶性能的提高及耐热性的影响
刘 伟 ，孙向南，王声嫒 ，周 琼
(青岛科技大学 橡塑材料教育部重点实验室，青岛 266042)
摘 要:通过改变不同配方的氟橡胶二段硫化温度和时间，确定了佳硫化条件 结果表明．氟橡胶经二段硫
化后力学性能明显提高；经300℃热空气老化后发现，不同二段硫化条件对氟橡胶的耐热性有着不同的影响。
关键词 :氟橡胶；二段硫化；耐高温性能
中围分类号:TQ333．93 文献标识码:A 文章编号 :1005—4030(2006)03—0032—03
氟橡胶是一种耐热弹性体，通常在高温下使 高温性能。
用，所 以，二段硫化是其制品生产过程 中的必要步
1 实验部分
骤 。进行二段硫化的主要 目的是 :(1)使一段硫化
(也称定型硫化)后剩余的未反应交联基团完成反 1．1 原材料
应 ；(2)除去一段硫化 中产生的交联反应残余物 。 氟橡胶 2463，四川晨光化工研究院；3交联
主要是去除氟橡胶制品中存留的水和二氧化 剂(N，N一双 肉桂叉基一1，6一 己二胺)，四川晨
碳l1]，以及少量的氟化物或硫化剂产生的碎片 光化工研究院；轻质氧化镁 ，上海三爱富公司；炭
等[2]。二段硫化(也称补充硫化)可以改善制品的 黑N99o，青岛德固萨化学有限公司；其他为一般
力学性能和压缩永久变形性能，减少制品使用过 市售工业产品。
程中产生的气体，即降低制品的收缩率口]。因此， 1．2 设备与仪器
二段硫化在氟橡胶硫化过程中有着重要的作用。 双辊开炼机 SK—l608，上海橡胶机械厂；电
一 段硫化一般取 160℃～18o℃，也可采用 子硫化测试仪GT--M2000A，台湾高铁科技股份
150℃硫 化L4]，硫 化 时间视 制 品厚度 ，可 以从 有限公司；硫化机 HS 1O0T—FTM0—2RT，佳
10min到40min不等 。二段硫化置于烘箱 内逐步 鑫电子设备科技(深圳)有限公司；电子拉力实验
升温，h升至 150℃，第 2h升至 200℃，第 3h 机 (；T—AJ7000S，台湾高铁科技股份有限公司；
升至250℃，恒温 12h，一般不短于 6h[5]；有的[。] HD 10厚度仪，上海化工机械4厂；402型热老
二段硫化条件采用 230℃×24h(要逐步加温 化试验箱，上海第 2五金厂沼 氏硬度计，上海险
到 230℃后恒温记时) 《橡胶工业手册》6『中对 峰电影机械厂。
不同种类、不同结构的橡胶制品二段硫化条件做 I．3 试验工艺
了总结 ，介绍了不同的工艺。但是 ，以上文献 中都 采用双辊开炼机在 60℃以下混炼 ，包辊后依
没有研究二段硫化对含润滑体系的氟橡胶制品性 次加入轻质氧化镁 、润滑剂 、炭黑 N990、硫化剂 ，
能的影响。 薄通 6次出片。混炼时间约为 30min。放置后测
本文重点研究了加入润滑体系，使加工性能 试硫化特性、加压硫化 。硫化条件 160℃×正硫
明显改善的氟橡胶的二段硫化工艺，对比了传统 化时间，压力 13MPa。二段硫化 :选用 了200C‘和
的简单配方，通过实验确定了不同氟橡胶配合体 250℃2个温度段分别经过 3，6，
热硫化工艺参数对粘接性能的影响
氟橡胶热硫化胶水的最终性能高度依赖工艺控制。典型硫化温度范围为160-180℃，压力需保持在0.5-2MPa之间，时间根据制品厚度通常为10-30分钟。温度过低会导致交联密度不足，过高则可能引起胶水分解；压力不足易产生气泡，过高则可能造成胶层过薄。预热处理（80-100℃预热5分钟）能显著改善胶水流动性和浸润性。特殊配方胶水可采用分段硫化工艺，如先低温定型后高温强化，这对复杂几何形状零件的粘接尤为重要。
4、氯醇橡胶的耐热性
氯醇橡胶的分子链高度饱和，因此其耐热性较好。其耐热性比丁腈橡胶高。在共聚氯醇橡胶（HCO）中，随环氧乙烷含量增加，共聚氯醇橡胶的耐热性降低，在以环氧氯丙烷、环氧乙烷和烯丙基缩水甘油醚三元共聚的氯醇橡胶中，随烯丙基缩水甘抽醚含重增加，共聚胶的耐热性提。
5、丙烯酸酯橡胶的耐热性
丙烯酸酯橡胶是由丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯与少量2-氯乙基乙烯基醚或丙烯腈共聚而制得的橡胶。其耐热性高于丁腈橡胶，低于氟橡胶，长期（1000h）使用温度为170℃，短时间（70h）使用温度可提高到200℃。在热老化过程中，通常以交联反应占优势，使定伸应力和硬度增加，拉伸强度和扯断伸长降低。但是有些丙烯酸酯橡胶热老化时则产生降解。各种类型的丙烯酸酯橡胶，在150℃下老化70h后差US不大。在200℃下则以Hycar401型丙烯酸乙酯橡胶为基础的硫化胶耐热性好。美国Dupont公司研制的乙烯丙烯酸甲酯橡胶（商品名为Varmc）的耐热性仅次于氟橡胶和硅橡胶。
6、氟橡胶的耐热性
氟橡胶是主链或侧链的碳原子上含有氟原子的一类橡胶，它具有的耐高温、耐氧化、耐油和耐化学品性，是现代工业不可缺少的耐高温弹性体材料。氟橡胶的品种很多，少有12种，按化学组成分类如下:
（1）含氟烯烃氟橡胶类
偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚物、偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯、四氟乙烯与六氟丙烯三元共聚物、四氟乙烯与丙烯共聚物、偏氟乙烯与五氟丙烯共聚物、偏氟乙烯、四氟乙烯与五氟丙烯三元共聚物
（2）全氟醚橡胶
（3）氟化磷腈橡胶
（4）全氟烷基三嗪橡胶
（5）氟硅橡胶
在氟橡胶中，全氟醚橡胶的耐热性，除全氟三嗪橡胶外，超过其他各种氟橡胶。因为它具有全氟结构，所以耐热性高。全氟醚橡胶在316℃下仍具有工作能力，在260℃空气中数千小时，在288℃下数百小时后仍能保持良好的强伸性能。
7、硅橡胶的耐热性
硅橡胶是橡胶中耐热等级高的一种橡胶，硅橡胶在空气中热老化时，发生交联，其扯断伸长率降低的程度比拉伸强度的降低程度大得多。硅橡胶耐干热空气老化性能，但不耐湿热老化。当空气中或试样中含有过量的水分时，硫化胶会发生强烈的降解。硅橡胶在315℃下老化24h后，硫化胶的强度基本不变, 而当湿度为180g/m2时，试样则被损坏。此外硅橡胶在空气不流通的密闭老化条件下也会发生强烈降解，使性能恶化。硅橡胶的耐热性主要取决于它的分子结构:甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶，长期使用的高温度为250℃；而乙基硅橡胶，长期使用的高温度不超过200℃,。随硅橡胶中苯基含量增加，耐热性提高。例如亚苯基硅橡胶、亚苯醚基硅橡胶耐高温达300℃以上。在硅橡胶中，硼硅橡胶的耐热性好。这种硅橡胶可在400℃下长期工作，在420℃到480℃下可连续工作几小时。
8、耐热的丁腈橡胶新品种
氢化丁腈橡胶（HNBR）由于丁腈橡胶具有较好的耐油性和综合性能，所以它一直是耐油橡胶制品是密封制品中用量大的一种橡胶。但是丁腈橡胶属于二烯烃类橡胶，其分子链上的双键多、不饱和度高，因此对热和氧的稳定性差。一般丁腈橡胶的耐热性不高，长期使用温度为100℃；即使用过氧化物硫化的丁腈橡胶，其长期使用温度也只能在120℃，很难达到150℃。而氢化丁腈橡胶的耐热程度可达175℃，优于丁基橡胶和乙丙橡胶，介于丙烯酸酯橡胶和氟橡胶之间。
聚稳丁腈橡胶聚稳丁腈橡胶是丁二烯、丙烯腈与聚合型防老剂通过乳液聚合而制得一种丁腈橡胶。聚合型防老剂在聚合时能进入二烯烃的主链并与其反应成为聚合物分子的一部分。因为防老剂已经与聚合物结合在一起，所以不会因油、溶剂和热的作用而产生抽出、挥发、迁移等防老剂损耗的问题，从而改善了丁腈橡胶的耐热性，延长了使用寿命。由于结合性防老剂的作用，使其具有的耐老化性能，在有些场合可以代替氯醇橡胶和丙烯酸酯橡胶使用。与普通丁腈橡胶相比，更适用于耐老化性强的制品中。
丁腈酯橡胶由丁二烯、丙烯腈和丙烯酸酯在乳液中共聚合而得到的三元共聚物。丁腈酯橡胶具有良好的耐热性，配方、工艺与普通丁腈橡胶相似。可在煤油中于.-60到+160℃范围内长期使用，改善了丁腈橡胶的耐热性和耐寒性。
丁腈橡胶与三元乙丙橡胶共混由于EPDM的不饱和度很低，因而具有良好的耐热老化和臭氧老化性能。为改善含有大量双键的二烯类橡胶———丁腈橡胶的耐老化性能，使其与EPDM共混。但由于两者相容性不好，共硫化性很差，导致硫化胶的力学性能下降。为解决这一问题，人们进行了大量的研究工作，其中用马来酸酐（MA）接枝三元乙丙橡胶，然后再用接枝改性后的三元乙丙橡胶与丁腈橡胶共混，明显地改善了共混物耐热性和其他物理性能。
丁腈橡胶与氟橡胶共混近年来，为了提高丁腈橡胶的耐热性、耐酸性汽油和耐加醇汽油的性能，对丁腈橡胶* 氟橡胶共混进行了试验研究。选用超高丙烯腈含量（丙烯腈含量48）、门尼粘度较高的丁腈橡胶（例如JSR的T404）与门尼粘度较低的氟橡胶（例如VitonB-50）共混，得到的共混物是个丁腈橡胶/氟橡胶的非均相混合体系。为了降低材料成本，应尽可减少氟橡胶的配比，而又能形成氟橡胶连续相。通常可采用在共混物中添加增容剂的方法来解决。研究结果表明，在此共混体系中，使用乙烯基丙烯酸酯弹性体（Wamac）作增容剂可改善丁腈橡胶与氟橡胶的相容性。
耐热橡胶硫化体系
在设计耐热橡胶配方时，硫化体系的选择很重要。不同的硫化体系，形成不同的交联键，从而造成不同的硫化胶网络类型。
（1）—C—C—（过氧化物交联）；
（2）单硫键—C—S—C—（低硫+高促+金属氧化物）；
（3）二硫键—C—S—S—C—（低硫+高促+金属氧化物）；
（4）多硫键—C—Sx—C—（高硫+促进剂+金属氧化物）；
（5）多硫键+离子键（高硫+促进剂+金属氧化物）
各种交联键的键能和吸氧速度不同。键能愈大则硫化胶的耐热性愈好，吸氧速度越慢，硫化胶的耐热氧老化性能越好。
在常用的硫化体系中，过氧化物硫化体系的耐热性好。过氧化物在不同类型的橡胶中，脱氢反应中所需要的能量也不同。即使过氧化物自由基所赋予的能量相同，但交联密度也会有所不同。一般说来，硅橡胶、乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、乙烯—醋酸乙烯酯共聚物（EVA）氯化聚乙烯和聚氨酯橡胶，都可以用过氧化物充分硫化。过氧化物也可使丁腈橡胶达到满意的硫化，但过氧化物硫化天然橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶时则有问题；而丁基橡胶非但不能用过氧化物硫化，反会被过氧化物所分解。
单独使用过氧化物硫化三元乙丙橡胶时，存在交联密度低、热撕裂强度低、硫化返原等问题。因此用过氧化物硫化三元乙丙橡胶时，要避免单独使用有机过氧化物，好是用某些共交联剂或活性剂并用。例如加入少量硫黄能提高过氧化物硫化胶的力学性能，但其耐热性有所降低。而用其他共交联剂代替硫黄时，其耐热性不降低；这类共交联剂硼双马来酰亚胺、三烯丙基氰尿酸酯、对苯醌二肟、三烯丙基柠檬酸酯、六亚甲基二胺、TMTD等。例如使用对苯醌二肟作为三元乙丙橡胶过氧化物硫化的共交联剂时，只要配合0.2到1质量份，其硫化胶的耐热性就显著提高。
以往氯磺化聚乙烯橡胶用过氧化物硫化比较困难，很难得到交联密度高的硫化胶。如今采用三烯丙基氰尿酸酯或甲基丙烯酸酯或双马来酰亚胺作共交联剂，再并用少量EVA，就可达到有效的交联，制造出耐热性优良的氯磺化聚乙烯硫化胶，其耐热性能比通用硫化体系有明显的提高。从耐热性的角度讲，氯化聚乙烯，采用过氧化物和二烯丙基氰尿酸酯并用的耐热配合后，可以得到比氯磺化聚乙烯（以促进剂硫化）优良的耐热性。
有机硅改性的乙丙橡胶（SEP）用过氧化物硫化时，比促进剂硫化时的耐热性提高
10℃，比未改性的三元乙丙橡胶耐热性提高20℃。
用过氧化物硫化的丁腈橡胶，其耐热性优于有效硫化体系、半有效硫化体系和传统硫化体系。但不如用镉镁硫化体系硫化的丁腈橡胶。因为用过氧化物硫化丁腈橡胶时，虽然硫化胶的耐降解性，但在空气中长时间热老化时会发生交联。而用镉镁硫化体系硫化的丁腈橡胶，不生成热老化时能使橡胶交联的硫化副产物，因此能显著提高丁腈橡胶的耐热性。镉镁硫化体系的组成如下:氧化镉2到5质量份；氧化镁5质量份；二乙基二硫代氨基甲酸镉2.5质量份；促进剂DM 1,质量份。有资料报道，镉镁硫化体系对含稳定剂的特制丁腈橡胶有效。也有文献报道，含促进剂TMTD、DM、二硫代吗啡啉和抗氧剂4020各2份的丁腈橡胶的耐热性，比用过氧化物和镉镁硫化体系还好。
氯化丁基橡胶用硫黄硫化时，耐热性不好。用亚乙基硫脲硫化时，耐热性好，但因其有毒性，所以耐热性氯化丁基橡胶常用氧化锌、促进剂丁TMTD和DM4硫化；也可采用树脂硫化。不同硫化体系对氯化丁基橡胶耐热性的影响见表
丙烯酸酯橡胶可分为氯原子型、环氧基型、羧基型三大类，要根据各个类别来选择耐热的硫化体系。见表:
氯醇橡胶分子结构中没有双键，不能用硫黄或过氧化物硫化体系硫化。其硫化剂使
用金属氧化物或金属盐（氧化锌、氧化铅、碱式碳酸铅、碱式邻苯二酸铅），同时并用促进剂。使用氧化铅+ 亚乙基硫脲硫化体系时，耐热性较好。使用亚磷酸二铅或邻苯二甲酸二铅时，耐热性比氧化铅好。
氟橡胶用二元酚+ 苄基三苯基氯化磷或二元酚佃丁基氢氧化铵硫化时，其耐热性优于多胺交联的氟橡胶。采用过氧化物硫化时，并用共交联剂，如TATM（三烯丙基异氰
脲酸酯），这样可使氟橡胶的耐湿热性能提高。使用双酚A之类的芳香族二醇作为交联剂与季铵盐之类的助剂并用，进行多元醇交联，可以形成醚键，故耐热性优良。
填充体系对耐热的影响
一般无机填料比炭黑有的耐热性，在无机填料中对耐热配合比较适用的有白炭黑、活性氧化锌、氧化镁、氧化铝和硅酸盐。例如:在丁腈橡胶中，炭黑的粒径越小，硫化胶的耐热性越低；白炭黑则可提高其耐热性；氧镁和氧化铝对提高丁腈橡胶的耐热性有一定的效果。具有酸性基团的过氧化物，如过氧化二苯甲酰等，它们对酸性填料是不敏感的，而对那些没有酸性基团的过氧化物，如过氧化二异丙苯等，则有强烈影响，会妨碍硫化反应。酸性填料对烷基过氧化物（二叔丁基过氧化物等）的影响，要比芳香族过氧化物（过氧化二异丙苯等）小。碱性填料对含有酸性基团的过氧化物影响较大，也会使过氧化物分解。炭黑对过氧化苯甲酰的硫化有不良影响。炉法炭黑对过氧化二异丙苯几乎没有影响，而槽法炭黑因呈酸性而妨碍其硫化。
硅系填充剂一般呈酸性、会妨碍过氧化二异丙苯硫化，但对二叔丁基过氧化物没有什么影响。
软化剂对耐热的影响
一般软化剂的分子量较低，在高温下容易挥发或迁移渗出，导致硫化胶硬度增加、伸长率降低。所以耐热橡胶配方中应选用高温下热稳定性好，不易挥发的品种，例如高闪点的石油系油类，分子量大软化点高的聚酯类增塑剂、以及某些低分子量的齐聚物如液体橡胶等。耐热的丁腈橡胶好使用古马隆树脂、苯乙烯—茚树脂、聚酯和液态丁腈橡胶作软化剂。氯磺化聚乙烯橡胶可以采用酯类、芳烃油和氯化石蜡。以氯化石蜡为软化剂时耐热性较好。对于耐热的丁基橡胶，建议使用古马隆树脂的用量不超过5质量份，也可以使用10至20质量份凡士林或石蜡油、矿质橡胶和石油沥青树脂。乙丙橡胶通常采用环烷油和石蜡油作软化剂。
氟橡胶（FKM）是一种高性能的合成橡胶，由于其的化学结构和的性能，在许多领域中得到了广泛的应用。本文将详细介绍氟橡胶的化学结构、性能特点、生产工艺及应用领域等方面的知识。
一、化学结构
氟橡胶是由偏二氟乙烯（VDF）、四氟乙烯（TFE）以及少量第三单体（如六氟丙烯）共聚而成的合成橡胶。其化学结构式为:[CF2=CF-CF2-CF=CF2]n，其中第三单体的引入使得氟橡胶具有更加的性能。
二、性能特点
1.高度耐高温性能:氟橡胶具有很高的热稳定性，可以在高温下长期使用，具有良好的耐热性能。
2.优良的耐化学腐蚀性能:氟橡胶对大多数化学物质具有很好的抵抗力，可以用于制造与强腐蚀性介质接触的密封件。
3.良好的机械强度和耐磨性:氟橡胶具有较高的弹性模量和硬度，因此具有较好的机械强度和耐磨性。
4.良好的电缘性能:氟橡胶具有较高的缘电阻和介电常数，适用于制造电线缘层和电子元件的密封材料。
5.耐气候老化性能:氟橡胶对紫外线、臭氧等具有很高的稳定性，可用于户外长期使用。
三、生产工艺
在Windows 10或Windows 11操作系统中，用户经常会遇到共享打印机时出现的一系列错误代码，这些错误代码可能会阻碍打印机共享功能的正常使用。常见的错误代码包括0x00000057、0x00000709和0x0000011b，这些代码通常指出了不同的问题，比如权限不足、服务未运行或配置错误等。除此之外，还有一些故障提示如“连接失败”或“内存不足”，这些都可能影响到打印机共享的稳定性。
要解决这些故障，首先要确保打印机已经正确地连接到网络，并且在需要共享的电脑上进行了设置。确保打印机驱动程序是的，并且在共享设置中没有错误配置。对于权限问题，需要检查网络上的用户账户是否具有的权限来访问共享打印机。同时，也要确保打印机服务正在运行，是“Print Spooler”服务，因为这是打印机共享服务的核心组件。
在某些情况下，问题可能与操作系统的更新有关，如升级到版的Windows 10或Windows 11后可能出现的兼容性问题。这时，可能需要查看微软的官方支持文档来获取特定的解决方案或更新。
对于错误代码0x00000057，这通常是由于没有的权限来访问网络打印机或其共享资源，解决方法是确保网络打印机的权限设置正确，包括在组策略中设置相应的访问权限。而0x00000709错误可能是由于打印机驱动问题或打印机端口配置错误，可以尝试重新安装或更新打印机驱动来解决。至于0x0000011b错误，这往往是因为打印机队列服务的问题，检查并重启“Print Spooler”服务通常是解决这类问题的常见手段。
至于“连接失败”或“内存不足”这类故障，通常与客户端和打印机之间的网络连接以及打印机本地资源的使用情况有关。检查网络连接，确保打印机所在的网络段没有故障或中断。同时，如果打印机的打印队列长时间得不到处理，可能会导致内存不足的情况，这时可能需要清理打印队列或增加打印机的内存配置。
为了帮助用户更地解决这些问题，市面上出现了各种打印机共享错误修复工具。这些工具往往通过预设的修复程序来自动检测和修正打印机共享中常见的问题。它们可以检查打印机驱动、网络连接以及共享设置，并且能够提供一键修复功能，大幅减少了用户自行排查和解决问题的难度。
然而，在使用这些修复工具之前，用户应确保这些工具的来源是的，避免因使用不当的修复工具而引发其他系统或隐私问题。用户可以到官方平台或者信誉良好的软件提供商处下载这些工具。通过细心检查打印机的共享设置，及时更新驱动程序和服务，以及合理使用修复工具，大多数共享打印机的问题都可以得到有效的解决。