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氟硅橡胶的性能及用途王永昌，王庆，龚笑笑，闫琳（凯迪西北橡胶有限公司 咸阳 712023）二十世纪 50 年代以来，航空航天事业的快速发展对材料的性能提出了更苛刻的要求。1951 年 美国空军与美国道康宁公司开始合作研究氟硅橡胶，1956 年研制成功 Silastic R LS 型氟硅弹性体， 并先后研制出相对分子质量高的基础胶和配合 胶，相对分子质量中等的室温固化密封剂；二十 世纪 60 年代，开发出液体氟硅橡胶。前苏联于1967 年研制并生产出四个牌号的氟硅橡胶。1978 年日本信越化学工业公司吸收美国技术并加以改 进，开发了FE 系列氟硅弹性体[1]。我国从 1958 年开始研制氟硅橡胶，直至上世 纪 70 年代初研制出相当于美国道康宁公司的 Si-lastic R LS-420 生胶，并能生产相当于 Silastic R LS-53 和 LS-63 的两种氟硅橡胶胶料，应用于各种耐 高温、耐油的装置上。20 世纪 90 年代国产氟硅 橡胶生产有了一定发展，年产 4 吨的合成氟硅橡 胶装置投料生产。近年来随着我国航空航天事业 及交通运输业的快速发展，氟硅橡胶的需求市场 迅速扩大，氟硅橡胶的合成和配合技术及生产规 模也有了很大进展。本文从氟硅橡胶的结构出发，阐述了氟硅橡胶的主要物理特性及耐介质性能，列举了市场上 主要的氟硅橡胶生胶和胶料牌号，介绍了氟硅橡 胶的加工工艺，概述了氟硅橡胶的使用情况和研 发方向。也叫耐油硅橡胶。氟硅橡胶品种较多，其中批量生产并获得广泛 应用的是聚（3,3,3-三氟丙基甲基）硅橡胶，其乙 烯基含量通常少于0.5%，其结构简式为：其中，m/n=1~10/1000。1.1热老化性能氟硅橡胶主链为—Si—O—键结构，为饱和 链，所以具有优异的耐空气老化性能，其胶料试 片经过五年户外暴露试验后仍能保持良好弹性； 经长达 10 年时间，在紫外线和严酷的气候条件下 其物理性能也仅有微小变化，不同地点放置的试 样拉伸强度和扯断伸长率下降率小于25%[2]。与 氟 橡 胶 相 比 ， 氟 硅 橡 胶 —Si—O— 键 能（422.5KJ/mol） 大 于 氟 橡 胶 主 链 的 —C—C—（345.6KJ/mol） 键 能 。 所 以 其 耐 热 老 化 性 能 优 异，特别是高温下物理性能保持率较高。与硅橡胶相比，氟硅橡胶由于三氟丙基的存 在在一定程度上降低了氟硅橡胶的耐热性，其原 因为三氟丙基容易热分解，热氧化稳定性比甲基 差，尤其是三氟丙基的а-C 极易被氧化分解，分 解产生酸性很强的化合物加速了氟硅橡胶的热老 化反应，在 288℃的高温下就会产生氟化合物等 有毒气体，限制了它的应用范围，仅能在-55℃~+200℃条件下长期使用，而甲基乙烯基硅橡胶 能在-65℃~+300℃条件下长期使用。1.2高温介质性能氟硅橡胶的主链为—Si—O—键结构，侧链 上引入极性氟原子（如三氟丙基）后，形成— CH2CH2CF3 结构，由于氟原子具有较大的吸电子1.氟硅橡胶结构及性能氟硅橡胶(FMVQ) 是以硅氧键为主链结构， 侧链上引入氟烷基或氟芳基的线性聚合物，所以作者简介：王永昌（1965-），男，主要从事橡胶加工及橡胶产品开发12摘 要：本文根据氟硅橡胶的结构，阐述了它的耐高温性能、耐介质性能和电性能，列举了国内外氟硅橡胶的 常用牌号，介绍了氟硅橡胶的生产工艺应用情况及研发方向。关键词：氟硅橡胶；耐热空气老化性能；耐高温介质性能；工艺；用途DOI：10.3969/j.cn.12-1350(tq).2012.06.004氟硅橡胶的性能及用途效应，加上 C—F 键的键长较短，能对 C-C 键形成较好的屏蔽效应，大大提高了橡胶的耐油、耐 溶剂性能，使其在高温（230℃）下具有耐航空 燃油、液压油、石油系列及化学试剂等介质的性 能，如在 PR-3 煤油中于-55℃~+175℃下可中长期 工作；在 YH-12 液压油、特 221 润滑脂、7104 润 滑脂中于-55℃~+150℃下可中长期工作。可见，氟硅橡胶是一种在-68℃~232℃下耐 非极性介质良好的弹性体。1.3低温性能首先，氟硅橡胶主链上的 Si—O 键，键长较 长，对侧基转动的位阻小；Si—O—Si 键角 145°比在 sp3 杂化中氧原子的通常键角（109°）大得多，使 Si—O 键之间容易旋转，因此氟硅橡胶分 子主链比较柔顺，使其具有优异的耐寒性。其 次，氟硅橡胶分子链呈螺旋状构型，分子链的柔 韧性比 C—C 键或 Si—C 键大，分子链之间的相 互作用力弱，这些结构特征使其硫化胶柔软且富 有弹性，当温度变化时，分子间的作用力改变很 小，所以它的各种性能，特别是弹性变化不大， 使其具有其他橡胶无法比拟的低温性能。第三， 三氟丙基取代甲基的存在，可以破坏聚二甲基硅 氧