氟橡胶教案资料.ppt

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1、氟橡胶一概述1定义氟橡胶(fluororubber)是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的一种合成高分子弹性体。2分类根据化学组成亚硝基类氟橡胶其他氟橡胶含氟烯烃类氟橡胶含氟烯烃类氟橡胶主要是偏氟乙烯（CH2=CH2）与六氟丙烯（）、四氟乙烯（CF2=CF2）、三氟氯乙烯（）以及丙烯等单体的共聚物。目前产量最高、应用领域最广的氟橡胶是偏氟乙烯、六氟丙烯的二元共聚弹性体或再加入四氟乙烯的三元共聚体，统称26类氟橡胶。亚硝基类氟橡胶是指主链上含有N—O—结构的氟橡胶，属杂链高分子。有二元和三元之分。其他类氟橡胶主要指氟醚橡胶、磷腈氟橡胶、氟硅橡胶等。二结构与性能

2、1氟橡胶的特性氟原子的引入，赋予氟橡胶优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性等。<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

3、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

4、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;以二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，还与氟橡胶种类、生胶分子量及其分布、吸酸剂、填料种类以及硫化条件有关，并可以作一些适当调整，以求达到希望的压缩永久变形要求。不同硫化体系的氟橡胶

5、的压缩永久变形如下:双酚类硫化体系(10%～35%)胺类硫化剂硫化体系(35%～55%)有机过氧化物硫化体系（55%以上）具体的数据与测试方法和压缩率有关。<5>耐低温性能氟碳类氟橡胶的耐低温性能较天然胶差，这是由于分子链段因氟原子的存在而使旋转能增加所引起的。能保持低弹性的下限温度一般为－20～－15℃，四丙氟橡胶只有－2～0℃。氟醚橡胶可在－60～－40℃下使用。1989年“挑战者”号航天飞机爆炸就是因使用了不耐低温(丧失了弹性)的氟橡胶密封圈引起燃料泄漏而爆炸的。<6>电性能氟橡胶只适用于低频、低电压场合使用。使用温度、填料种类和用量对其电性能影响大

6、，温度升高和填料用量增加，电性能都会下降，但这不影响其在电线电缆方面的应用(深井采油用耐高温高压耐油电缆)。<7>耐臭氧、光、气候和辐射性氟橡胶对日光、臭氧、气候和微生物的作用都很稳定，但对高能射线辐射的作用稳定性差，会引起氟橡胶裂解和再交联，仅适用于中等辐射剂量作用的场合，但不影响其在原子能工业方面的应用。<8>耐透气性、真空性氟橡胶的透气性比一般橡胶小。气体虽在氟橡胶中的溶解度较大，但扩散速度小，气体渗透率非常低，故氟橡胶具有极好的耐真空性。<9>耐燃烧性在耐燃性方面，氟橡胶不自燃、不助燃，移开火焰后自熄。氟橡胶和其他合成胶的特性比较参见表1、图1。从

7、表1中看出，氟橡胶的综合性能优于所有其他合成橡胶。表1从图1各类合成橡胶的耐温曲线看出，氟橡胶的耐热性最好，可在250℃下长期使用，其他橡胶使用温度低，只有硅橡胶好一点。图1氟橡胶具有一系列的宝贵性能，都源于氟原子的引入和氟碳链的饱和状态，另外也与硫化体系、其他原子的引入、加工助剂和填料等等有关<1>氟原子的贡献1）C—F键的键能最高氟元素是已知的化学元素中电负性最强的元素，氟原子与碳原子组成的C－F键键能很高，如CF4中的C－F键键能为485kJ/mol(116kCal/mol)（见表2）。2氟橡胶高性能的机理2)氟原子对C－C键的屏蔽作用氟原子的半径很

8、小，为0.64，相当于C—C键键长的一半，使氟原子能紧密的排列在碳