Viton-GLT氟橡胶性能的初探.docVIP

Vi Vi ton-GLT氟橡胶性能的初探 李敏(上海橡胶制品研究所200052) 一，概述 氟橡胶(Fluorocarbon Rubber)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。这种橡胶具有耐高 温、耐油及耐多种化学药品侵蚀的特性，是现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等尖端科学技术及其它工业方面不可缺少的材 料· 表l 用于氟橡胶合成的单体 编号‘ 结构 名 称 缩 写 H F l C戈 偏氟乙烯 Vinylidenfluroride (V芦2) H F F CF3 2 C=C 六氟丙烯 Hexafluoropropylene (HFP) F F F F 3 C=C 四氟乙烯 Tetrafluoroethylene (TFE) F F H OCF3 4 C=C 全氟甲基乙烯基醚Perfluoro met}1ylvinylether ．(PMVE) H F H CH3 5 C=C 丙烯Propylene (P) H H F F 6 C=C ，三氟氯乙烯 Trifluorchloroethylene F CL 氟橡胶的特性，取决于单体的结构，其结构则与组成它们的氟原子对氟原子其它原子及其基团的影响。以及它们的大 分子结构等有关．在氟橡胶单体中，氟原子的电负性极高。使含氟高聚物具有优良的化学稳定性和极佳的耐燃性。由于 氟取代氢，C．C问的键能由434 KJ／tool增加到539 KJ／mol，．也使氟化了的碳原子与别的原子结合的键能提高，这就使氟 橡胶具有很高的耐热性与优异的耐化学药品性能。同时，由于氟取代了氢C-C间的键长也受到了影响，例如CH，=CH，中 的c．c双键的键长1．377A，cF，=CF，中的双键则为1．3 13A，这种键能的增加及键长的缩短，对氟橡胶的稳定性起着有益的 作用。 另外。氟原子的半径为0]648A，相当于c．c链键长1．84A的一半，能够紧密地排列在碳原子周围，它有可能全部或 大部分取代氢原子而形成全氟烃(四氟乙烯、六氟丙烯)，同时由于C-F键的特点。它对c．C键产生了很好的屏蔽作用， 从而保证了C．C键具有很高的热稳定性和化学惰性。 当然，氟原子也对弹性体带来了不利影响，例如分子链的刚性大，弹性低，耐寒性差等．(见下页表3) 从1 886年起，国外开始对含氟有机化合物进行研究，在氟元素分离成功后，Swents首先致力子含氟烯烃类化合物 的合成，并取得成效，但是直到20世纪30年代晚期仍局限于致冷剂方面的应用。二次大战期间。军事工业部门迫切需 要一种兼有低温柔软性，耐油性，且适应温度范围为．65℃～170℃的橡胶，以取代丁腈橡胶(但是后来的研究结果都是耐 高温、耐油的橡胶，与最初的意图不完全．吻合)． 1948年美国Dupont公司试制了第一种氟橡胶一聚．2．氟代．1，3．丁二烯及其苯乙烯、丙烯腈等的共聚体，但由于性能并 不比氯丁橡胶、丁腈橡胶突出，而且价格昂贵，所以没有工业生产价值。以后又出现了含氟聚醣类氟橡胶，偏氟乙烯和三氟 氯乙烯共聚体(美国Kellog)公司的Kelf-5500，3700，偏氟乙烯和六氟丙烯共聚体(美国Du Pont公司的Viton A．AHV) 以及加有第三单体(四氟乙烯)的三聚体(Viton B)．。但是由于含氟聚酯类氟橡胶的耐寒性差，价格昂贵，没有得到实际应用。 而后三种Keif，Viton A，Viton B得到了工业化生产和广泛应用。 50年代后期，美国Thiokoi公司发展了一种低温性能好、耐强氟化剂(N，O。)的=元亚硝基氟橡胶，到了60年代， 为了改进这种橡胶的硫化速度而发展了一种含有羧基的三元亚硝基氟橡胶，并且得到了航天部门的应用。 60年代到70年代初期，国际上含氟弹性体又发展了许多新品种，例如含氟三嗪类橡胶，其温度使用范围是．17℃ 102 一420℃ 一420℃，生胶分解温譬达420?’可在370℃鸭害3与40磐磊簧磊螽妻翥帮黼、专嚣‘豫∞鹏公司试制的氟化磷腈橡胶，表 常见氟橡胶品种的结构、特性 。。 型号 单体和结构式 特 性 偏氟乙烯与三氟氯乙烯二元共聚 耐热、耐硝酸(发烟硝酸) 23型 (CH 2一CF 2)。(CF 2一CF)， 但不耐双酯类油。 C1 偏氟乙烯与六氟丙烯二元共聚 耐热、酎各种化学试剂， 26型 (CH 2一CF 2)。(OF 2一C F)， 高温油腐蚀性好。 CF． 偏氟乙烯、四氟乙烯与六氟丙烯三元共聚 耐热、耐各种化学试剂，高温油腐 246型 CH 2一CF 2)。(CF 2一CF 2)!(CF 2一CF)。 一蚀性较26型好。耐双酯类油性较好。 CF． 四氟乙烯与丙烯二元共聚 耐热、酎酸、耐各类试剂与2 3 四丙 (CF2一CF 2)。(CH 2一CH)， 型氟橡胶相同，但耐发烟