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不同配方体系的性能差异
市售氟橡胶热硫化胶水主要分为双组分和单组分两大体系。双组分（如酚醛树脂/氟橡胶共混型）通常具有更高的最终强度（剥离力可达6-8kN/m），但操作窗口较短（30-40分钟）；单组分（如氟硅改性型）施工简便但需严格控温。特殊配方包括导电型（添加银粉，体积电阻率<0.1Ω·cm）、阻燃型（氧指数>30）等。近年发展的纳米改性胶水通过添加SiO2或碳纳米管，可使耐温性提升20-30℃，蠕变率降低50%以上，但成本相应增加2-3倍。
维普资讯
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，
在密封制品中，为使其具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，以适应高层次的性能要求。
在解决对腐蚀性介质的抗耐性方面，建议采用过氧化物硫化氟橡胶。
3.吸酸剂
吸酸剂也称为稳定剂。它是为了解决氟橡胶加工过程中产生氟化氢对金属的腐蚀和污染，使硫化反应顺利进行。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和二盐基亚磷酸铅可使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.补强填充剂
氟橡胶是一种自补强性的橡胶。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(N-990)、喷雾炭黑、白炭黑、碳酸钙、硫酸钡、氧化钙、碳纤维等。
采用从加拿大的N-990 炭黑或喷雾炭黑，在黑制品中均可取得较好的加工工艺和相应的物理性能。
加入20份碳纤维的氟橡胶，其胶料流动性好，复杂形状产品硫化之后，其 外观优于添加N-990 和喷雾炭黑产品，表面光滑。由于含碳纤维的胶料热导率大，适合高速运动的橡胶件使用。应该指明的是，加入碳纤维的产品成本高，伸长率低。
彩氟橡胶制品可以使用白炭黑、钛白粉、氟化钙、碳酸钙等，并配合相应的颜即可制得相应的胶料。但是，在加工压缩型密封制品时，选用彩原料要注意颜料对高温的抗耐性。此外，还要控制胶料的压缩变形值，使产品适应压缩状态下的工作需要。
5.加工助剂
加工助剂的应用是近年来氟橡胶加工的一大进步，它是在不影响胶料性能发挥的前提下，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935等新的加工助剂，为氟橡胶的加工和应用提供了新的手段，其 加入量在1～2份。
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氟橡胶（Fluororubber，简称FKM）是一类含有氟元素的合成橡胶，因其耐热性、耐化学腐蚀性和耐候性而广泛应用于航空航天、汽车、化工等领域。以下是关于氟橡胶的详细介绍。
氟橡胶的特点
耐高温:氟橡胶可以在200°C甚至更高的温度下长期使用，某些特定配方的氟橡胶可耐受300°C的高温。耐化学腐蚀:它们对大多数化学品，包括油类、燃料、溶剂和酸碱等，具有良好的抗腐蚀性能。耐候性和耐老化性:氟橡胶在紫外线、臭氧和氧气等环境下表现出良好的耐老化性能。低气体渗透性:氟橡胶对气体具有良好的阻隔性，适合用于密封和隔离应用。良好的机械性能:氟橡胶具有良好的弹性、拉伸强度和耐磨性。常见的氟橡胶类型
聚偏氟乙烯（PVDF）:具有耐化学腐蚀性和机械性能，常用于化工设备和管道。六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物（FKM）:常用于高温和耐油密封件，如O形圈和垫圈。四氟乙烯-丙烯共聚物（FEPM）:具有的耐化学腐蚀性和耐高温性能，应用于航空航天领域。全氟醚橡胶（FFKM）:具有高的化学稳定性和耐高温性能，是性能好的一类氟橡胶，应用于端环境下的密封件。合成方法
氟橡胶的合成主要通过自由基聚合或乳液聚合的方法进行。常见的单体包括偏氟乙烯（VDF）、六氟丙烯（HFP）、四氟乙烯（TFE）和全氟烷氧基乙烯基醚（PAVE）等。
自由基聚合:通过引发剂引发单体聚合，生成高分子链。乳液聚合:在水相中进行聚合反应，得到分散良好的聚合物微粒。应用领域
汽车工业:用于制造油封、O形圈、垫圈和燃油系统组件，提供高温和耐油性能。航空航天:应用于燃油系统、液压系统和密封件，因其耐高温和耐化学腐蚀性能。化工工业:用于制造耐腐蚀的管道、泵和阀门密封件，因其耐化学品性能。
同系列:
聚四氟乙烯膜（PTFE膜）
乙烯一氯三氟乙烯共聚合物（ECTFE）
聚偏氟乙烯（Polyvinylidene Fluoride，简称PVDF）
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弹性体
单涂
双涂
天然胶 NR
丁苯胶 SBR
OSN-2EF
2000
P-11EF+520P-EF/538/516/511EF
丁基胶 IIR
溴化丁基，氯化丁基
2000
P-11EF+516/511T
异戊橡胶 IR
OSN-2EF
2000
P-6-EF+OSN-2EF
P-11EF+520P-EF
氯丁橡胶 CR
OSN-2EF
2000
P-11EF+2000-TEF/538
P-11EF+520P-EF
氯磺化聚乙烯 CSM
P-11EF+511-EF
丁晴胶 NBR
XNBR
HNBR
P-11EF
715
2000
2000
P-11EF+520P-EF
P-6-EF+516
P-6-EF+511EF
三元乙丙胶 EPDM
2000
P-11EF+516EF/2000
P-6-EF+814-2
丙烯酸橡胶 ACM
715
P-6-EF+OSN-2EF/2000
P-11EF+520P-EF/2000
聚氨酯 PU
TPU
422，406
403/404
氟橡胶 FKM
300/301,3290-1
硅橡胶 VMQ
注射
304
305
氯醇橡胶 ECO
CO
715
OSN-2EF
P-6-EF+715 /P-11EF+516
三元乙丙胶植绒
3423
98
后硫化 EPDM，
IIR，NR
814-2
OSN-2EF，511EF
P-6-EF+814-2
P-6-EF+OSN-2EF