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國(guó)內(nèi)氟硅橡膠的進(jìn)展
日期：2024-12-27 11:36
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摘要：氟硅橡膠 氟橡膠
國(guó)內(nèi)氟硅橡膠是以二甲基聚硅氧烷為代表的硅橡膠具有優(yōu)異的高-低溫特性、電特性和彈性特性，但這種橡膠的耐飽滿蒸汽性、耐油性和耐溶劑性較差，使得它的運(yùn)用受到了很大的約束，而在硅橡膠的碳鏈上引進(jìn)含氟基團(tuán)(如三氟丙基)構(gòu)成氟硅橡膠后，因?yàn)榉泳哂袠O大的吸電子效應(yīng)，加上C-F鍵的鍵長(zhǎng)較短，能對(duì)C-C鍵構(gòu)成較好的屏蔽效應(yīng)，大大進(jìn)步了橡膠的耐油、耐溶劑特性，使其在轎車和飛機(jī)隔膜、墊圈、密封圈及密封劑等橡膠制品中得到廣泛的運(yùn)用。
1分類及性質(zhì)
氟硅橡膠品種繁復(fù)，現(xiàn)已大規(guī)模出產(chǎn)的氟硅橡膠首要是以γ-三氟丙基甲基硅氧烷為結(jié)構(gòu)單體的聚合物，一起也研制出共聚氟硅橡膠，氟硅橡膠按硫化機(jī)理可分為自由基型(用過(guò)氧化物硫化)、縮合型和加成型；按硫化溫度可分為高溫硫化型和室溫硫化型，室溫硫化型又分為單組分型和雙組分型。
氟硅橡膠兼有硅橡膠的耐高低溫特性，優(yōu)良的電特性及回彈特性和氟橡膠的耐油、耐溶劑、耐飽滿蒸汽的特性，是目前唯壹能在-68～230℃的燃油介質(zhì)中運(yùn)用的彈性體，但與硅橡膠相相似，氟硅橡膠強(qiáng)度較差，外表能低，屬于較難粘接的資料，具有加工困難等缺陷，另外跟著三氟丙基的引進(jìn)，給硫化形成困難，所以研討出適宜的配方和加工工藝，進(jìn)步膠料的運(yùn)用特性，對(duì)氟硅橡膠的運(yùn)用有著至關(guān)重要的效果。
2 國(guó)內(nèi)研討進(jìn)展
2.1 配方的研討
氟硅橡膠的合作系統(tǒng)與一般硅橡膠的合作系統(tǒng)沒有多大的區(qū)別，氟硅橡膠膠料制備首要是由氟硅生膠、交聯(lián)劑、催化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑及助劑在必定條件下混煉而成，經(jīng)過(guò)成型加工，并在必定條件下經(jīng)過(guò)硫化，即可得到氟硅橡膠制品。
2.1.1 生膠牌號(hào)及挑選
氟硅生膠首要是由聚甲基三氟丙基硅氧烷為單體?？s合型的一般運(yùn)用羥基封端，而加成型的則混有必定量的不飽合烯烴，室溫硫化型的氟硅生膠相對(duì)分子質(zhì)量較小，在1×104～8×104之間，而高溫硫化型能到達(dá)4×105～8×105。目前運(yùn)用較多的國(guó)外氟硅生膠牌號(hào)首要有美國(guó)DowCorning的LS63、日本信越的SE3810系列等，而國(guó)內(nèi)首要有上海三愛富、河北硅谷、晨光化工和北京航材院等研制的氟硅生膠，如北京航材院的FS6265、FS6161，其特性優(yōu)勝，已在多個(gè)范疇得到了廣泛的運(yùn)用。
2.1.2 硫化交聯(lián)、催化系統(tǒng)的挑選
在橡膠工業(yè)中使生膠交聯(lián)的試劑為橡膠硫化劑。目前硫化劑首要有有機(jī)過(guò)氧化物、有機(jī)硅、無(wú)機(jī)氧化物、高能射線等，常為含有多元活性官能團(tuán)的物質(zhì)。
若室溫硫化時(shí)，常運(yùn)用的硫化劑為硅酸酯(如正硅酸乙酯)和鈦酸酯類(如鈦酸正丁酯)等，一起，利用有機(jī)錫、有機(jī)鈦、鉑絡(luò)合物作為催化劑調(diào)理硫化速度。其間催化劑以有機(jī)錫類的二月桂酸二丁基錫運(yùn)用廣泛，應(yīng)當(dāng)指出交聯(lián)反響中真實(shí)起催化效果的不是二月桂酸二丁基錫本身，而是它的水解產(chǎn)品二丁基二羥基錫。試驗(yàn)標(biāo)明運(yùn)用復(fù)合催化劑有“協(xié)同效應(yīng)”現(xiàn)象。如二月桂酸二丁基錫與鈦化合物或三乙胺(TA)復(fù)合運(yùn)用，催化效果顯著高于一般催化劑。但運(yùn)用此類催化劑時(shí)，若膠料剩余丁基錫等催化劑或帶入水分等雜質(zhì)，則在密閉環(huán)境中，即便200℃以下也會(huì)發(fā)作降解與軟化，甚至液化，所以，用于高溫環(huán)境的氟硅膠料的硫化進(jìn)程應(yīng)盡量削減此類催化劑的運(yùn)用。蔡寶連等用HI/I2(摩爾比為1/1)、對(duì)甲苯磺酸、磷酸鹽等三種催化系統(tǒng)制備出特性符合要求的單組份室溫硫化氟硅橡膠粘合劑。謝擇民、彭文慶等人以聚硅氮烷KH-CL為交聯(lián)劑完成了非催化交聯(lián)，避免了由有機(jī)錫催化劑在高溫下導(dǎo)致的降解，一起過(guò)量的聚硅氮烷交聯(lián)劑可以消除系統(tǒng)中的硅羥基和水分，從而抑制由硅羥基和水分引起的降解，大大進(jìn)步膠料的熱安穩(wěn)性。
2.1.3 補(bǔ)強(qiáng)劑的挑選
未經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)的氟硅橡膠強(qiáng)度很低，沒有實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。參加恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)劑，以進(jìn)步氟硅橡膠的特性，延伸制品的運(yùn)用壽命是極其重要的。目前常用的補(bǔ)強(qiáng)劑為氣相法白炭黑，氟硅橡膠的分子主鏈結(jié)構(gòu)單元—Si—O—，二者具有相同的硅氧骨架，微粒SiO2填充到氟硅膠交聯(lián)網(wǎng)的空地中，它們觸摸時(shí)有較強(qiáng)的相互效果，從而起到補(bǔ)強(qiáng)效果。補(bǔ)強(qiáng)的膠料其硫化膠的機(jī)械強(qiáng)度高、電特性好，并可與其它補(bǔ)強(qiáng)劑或弱補(bǔ)強(qiáng)劑并用，制備不同運(yùn)用特性的膠料。但因?yàn)樗诩拇媾c運(yùn)用進(jìn)程中易發(fā)作結(jié)構(gòu)化現(xiàn)象，有必要進(jìn)行二段硫化等后處理，且因?yàn)榘滋亢谕獗泶嬖诨钚粤u基，會(huì)對(duì)橡膠的耐熱特性發(fā)作晦氣影響，經(jīng)過(guò)運(yùn)用多種型號(hào)白炭黑并用，來(lái)調(diào)理炭黑用量，成功進(jìn)步了粘接系統(tǒng)的粘接強(qiáng)度?；鞜挄r(shí)參加必定量的羥基氟硅油預(yù)處理白炭黑，消耗白炭黑外表的部分活性羥基，使外表發(fā)作部分鈍化效果，削減白炭黑對(duì)氟硅橡膠“結(jié)構(gòu)化”的影響，加工特性得到極大改進(jìn)，進(jìn)步了膠料質(zhì)量。
2.1.4 開發(fā)新型偶聯(lián)劑
偶聯(lián)劑很早用于玻璃纖維，在無(wú)機(jī)資料和有機(jī)資料的界面上起橋梁效果，盡管偶聯(lián)劑在膠粘劑中的用量很少，卻對(duì)粘接強(qiáng)度有重要影響?，F(xiàn)階段在氟硅橡膠與金屬粘接中運(yùn)用的是硅烷偶聯(lián)劑，它能完成氟硅橡膠與無(wú)機(jī)物或金屬很好的偶聯(lián)，硅烷偶聯(lián)劑分為氨基硅烷、過(guò)氧硅烷、疊氮硅烷和重氮硅烷偶聯(lián)劑等，其間尤以過(guò)氧硅烷類的乙烯基三特丁基過(guò)氧硅烷(VTPS)特性為優(yōu)勝，它適用性廣，是一種抱負(fù)、高效、廣譜的增粘劑，有“全能增粘劑”之稱。蘇正濤等人報(bào)導(dǎo)VTPS是硅橡膠(VMQ或FVMQ)高溫硫化粘接的良好增粘劑，參加VTPS可以進(jìn)步硅橡膠與金屬粘接的剪切強(qiáng)度，且可耐溶液浸蝕。關(guān)靜的試驗(yàn)標(biāo)明硅烷偶聯(lián)劑A151和VTPS能在氟硅橡膠FSR與不銹鋼片間構(gòu)成橋鍵，起到增粘效果，但A151不夠安穩(wěn)，而VTPS則較好；鄭詩(shī)建發(fā)現(xiàn)當(dāng)氟硅橡膠和VTPS的相對(duì)用量為1：1(質(zhì)量比)時(shí)膠粘劑的粘接效果優(yōu)良；硅烷偶聯(lián)劑除了VTPS外，其它如甲基三特丁基過(guò)氧硅烷(MATS)、乙烯基三乙酰氧基硅烷、KH-550、KH-560等在氟硅橡膠制品中也有必定的運(yùn)用。
2.1.5 添加劑
2.1.5.1 防老耐熱添加劑
進(jìn)步氟硅橡膠耐熱特性的首要辦法為改動(dòng)主鏈結(jié)構(gòu)，可參加硅羥基耐熱添加劑等。關(guān)于不同的交聯(lián)系統(tǒng)，應(yīng)運(yùn)用不同的辦法。關(guān)于加成型和過(guò)氧化物交聯(lián)型膠料，進(jìn)步耐熱特性比較簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)的辦法是參加金屬氧化物，如γ-Fe2O3、SnO2、活性MgO、CaO等，能抑制氟硅橡膠分子鏈側(cè)鏈有機(jī)官能團(tuán)(三氟丙基)被氧化，中和氟硅橡膠高溫時(shí)因三氟丙基分化可能發(fā)作的氫氟酸，起到熱安穩(wěn)效果，因此，使膠料的耐熱特性大幅度進(jìn)步。蘇正濤、鄭俊萍等人報(bào)導(dǎo)SnO2對(duì)Fe2O3有協(xié)同效應(yīng)，添加Fe2O3和SnO2復(fù)合氧化物的運(yùn)用效果要優(yōu)于Fe2O3或SnO2獨(dú)自運(yùn)用。SnO2、Fe2O3和鐵錫氧化物復(fù)合物既能避免熱氧化發(fā)作，又能抑制橡膠分子側(cè)鏈基團(tuán)分化，其間，鐵錫氧化物復(fù)合物的效果強(qiáng)。蘇正濤等人還研討丁二氧化鈰作為耐熱添加劑可大幅度地進(jìn)步氟硅橡膠的耐熱特性；鄭俊萍等人討論了過(guò)渡金屬氧化物的耐熱效果機(jī)制，證明鐵錫復(fù)合氧化物具有多種抗氧化機(jī)理，從而發(fā)揮出協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)步膠料的耐熱性。
2.1.5.2 其它添加劑
因?yàn)檫\(yùn)用氣相法白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的氟硅橡膠膠料貯存進(jìn)程中會(huì)變硬，塑性值下降，逐漸失去加工工藝特性。為避免和削弱這種“結(jié)構(gòu)化”傾向，一般的辦法是參加必定量的結(jié)構(gòu)控制劑。結(jié)構(gòu)控制劑一般為含有羥基或硼原子的低分子有機(jī)硅化合物，常用的有二苯基硅二醇、甲基苯基二乙氧基硅烷、四甲基亞乙基二氧二甲基硅烷、低分子羥基氟硅油及硅氮烷等。
為解決氟硅橡膠粘度過(guò)大問(wèn)題，常在膠料中參加必定量的增塑劑，常用的是硬脂酸，但因?yàn)樗槐绢I(lǐng)高溫且易與過(guò)氧化物效果，所以參加量不能過(guò)多。嘗試了參加極少數(shù)的硬脂酸作為脫模劑，出模時(shí)很少發(fā)作粘?，F(xiàn)象。另外根據(jù)需要，可在不影響運(yùn)用特性的條件下，向氟硅橡膠中參加必定量的著色劑，如氧化鐵、鎘和鉻的化合物、炭黑等等。
2.2 加工工藝的研討進(jìn)展
氟硅橡膠的加工進(jìn)程與一般硅橡膠基本相同，首要包括混煉、擠出、壓延、粘合、硫化等工藝，可運(yùn)用普通橡膠加工設(shè)備進(jìn)行加工，加工進(jìn)程要保持設(shè)備的清潔，不能混有其它橡膠、油污或雜質(zhì)，否則會(huì)影響氟硅橡膠的硫化及特性
2.2.1 混煉
氟硅橡膠生膠比較柔軟，具有必定的可塑性?？刹唤?jīng)塑煉而直接運(yùn)用開煉機(jī)或密煉機(jī)進(jìn)行混煉，但因?yàn)榉杓兡z比較容易粘輥，很難操作，對(duì)合作劑、補(bǔ)強(qiáng)劑的混合技能要求高，導(dǎo)致混煉工藝相當(dāng)雜亂。不過(guò)粘輥特性的好壞與橡膠的等第、輥筒的外表狀況、操作條件等因素有關(guān)，若聚合物的粘-溫系數(shù)大，充分冷卻輥簡(jiǎn)潔可獲得良好的操作特性。其次，在不影響特性的前題下而經(jīng)過(guò)添加少數(shù)的聚二甲基硅氧烷也是有用的。另外，鄭華等人運(yùn)用在開煉機(jī)滾筒前加一刮刀，實(shí)行定時(shí)兩步混煉的辦法，取得了良好的效果。
2.2.2 擠出和壓延
氟硅橡膠膠料可以被擠出制成各種產(chǎn)品，如襯墊資料、管材、絕緣電線及各種密封型材：一般說(shuō)，氟硅膠料因?yàn)檎扯缺扔袡C(jī)橡膠低，應(yīng)在室溫下進(jìn)行擠出加工，在擠出進(jìn)程中，若局部溫度超越50℃，就可能在擠出機(jī)內(nèi)發(fā)作焦燒，且氟硅生膠強(qiáng)度比較低，擠出后應(yīng)瞬間硫化。
氟硅橡膠一般在室溫下進(jìn)行壓延，但對(duì)特別的膠料，能少量加熱是有利的，可以改進(jìn)與織物的粘合。壓延氟硅橡膠膠料，可以運(yùn)用三輥筒或四輥筒的壓延機(jī)。壓延制品可以是無(wú)補(bǔ)層的氟硅膠實(shí)心板材，也可制成氟硅刮膠膠布或?qū)訅耗て?。壓延加工的首要長(zhǎng)處是可以出產(chǎn)長(zhǎng)的、接連的、具有均勻厚度的板材。
2.2.3 硫化
關(guān)于高溫硫化氟硅橡膠膠料，若運(yùn)用白炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)劑，要進(jìn)行二段硫化，運(yùn)用炭黑作為填料則不必。一段硫化遍及運(yùn)用平板加壓硫化，溫度一般在110-170℃(根據(jù)硫化系統(tǒng)的不同挑選不同的硫化溫度)之間，一段硫化時(shí)刻較短，大多在30min以下，氟硅橡膠二段硫化溫度在電熱鼓風(fēng)箱中進(jìn)行，運(yùn)用逐漸升溫的方式，到達(dá)200-250℃后保持恒溫，時(shí)刻在數(shù)小時(shí)至數(shù)十小時(shí)不等。
關(guān)于雙組分室溫硫化氟硅橡膠的硫化是經(jīng)過(guò)參加催化劑來(lái)完成，而單組分室溫硫化氟硅橡膠在室溫下，觸摸空氣中的濕氣即可硫化，硫化從膠料外表開始，經(jīng)過(guò)水分的分散而逐漸向內(nèi)硫化。
2.2.4 粘合
與硅橡膠相似，氟硅橡膠的外表能較低，屬于難粘接的資料，研討標(biāo)明運(yùn)用硅烷偶聯(lián)劑可以較好地完成氟硅橡膠與聚脂織物等資料的粘接，如硅烷偶聯(lián)劑VTPS可以使氟硅橡膠與金屬間得到很好的粘接特性。氟硅橡膠與金屬粘接前要對(duì)金屬外表進(jìn)行噴砂、打磨、溶劑清洗等處理，否則將會(huì)影響粘接質(zhì)量。
3 結(jié)束語(yǔ)
硅橡膠有著其它橡膠無(wú)法比擬的耐高低溫、耐燃油、耐溶劑特性，現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于航空、航天、轎車等范疇，可在飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、宇宙飛船、石油化工、轎車等職業(yè)中作為燃料油、潤(rùn)滑油的觸摸膠管、墊片、密封圈、燃料箱面料，也可用于制造耐腐蝕的衣服、手套以及涂料、膠粘劑等。但氟硅橡膠也存在以下問(wèn)題：
(1)價(jià)格昂貴。氟硅橡膠單體組成相當(dāng)困難，加上引進(jìn)含氟基團(tuán)增大了硫化難度，硫化工藝雜亂，使得氟硅橡膠出產(chǎn)成本高。
(2)機(jī)械強(qiáng)度太低，補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)程雜亂。未經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)的氟硅橡膠強(qiáng)度很差，補(bǔ)強(qiáng)后的氟硅橡膠強(qiáng)度也不高，且補(bǔ)強(qiáng)工藝雜亂，會(huì)對(duì)環(huán)境形成必定的污染。
(3)耐高溫特性仍需加強(qiáng)。氟硅橡膠熱安穩(wěn)性不及甲基硅橡膠，關(guān)于高溫硫化氟硅橡膠而言，其長(zhǎng)期運(yùn)用溫度不能超越250℃，室溫硫化膠則更低，這也約束了氟硅橡膠的運(yùn)用。
近年來(lái)我國(guó)氟硅橡膠發(fā)展較為敏捷，部分氟硅橡膠及制品已到達(dá)或超越了國(guó)外同類產(chǎn)品，可滿足用戶的需求，反響良好。但因?yàn)槲覈?guó)對(duì)氟硅橡膠的研討開發(fā)起步較晚，技能上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家，許多特種氟硅橡膠及制品還依賴于進(jìn)口，這要求相關(guān)企業(yè)及研討單位應(yīng)加大研討力度，在盡力完善粘接、補(bǔ)強(qiáng)等理論的一起，還應(yīng)不斷地研討新配方，開發(fā)出新的產(chǎn)品，開拓新的運(yùn)用范疇，以滿足日益擴(kuò)展的市場(chǎng)需求；一起跟著石油等資源的日益干涸，化工原料價(jià)格將不斷上漲，加上氟硅橡膠加工比較困難，出產(chǎn)成本比一般硅橡膠高，這也在客觀上刺激了氟硅橡膠配方及加工技能的不斷完善，以期得到更好的特性、更低的成本。
四川太乙高新材料有限公司
1分類及性質(zhì)
氟硅橡膠品種繁復(fù)，現(xiàn)已大規(guī)模出產(chǎn)的氟硅橡膠首要是以γ-三氟丙基甲基硅氧烷為結(jié)構(gòu)單體的聚合物，一起也研制出共聚氟硅橡膠，氟硅橡膠按硫化機(jī)理可分為自由基型(用過(guò)氧化物硫化)、縮合型和加成型；按硫化溫度可分為高溫硫化型和室溫硫化型，室溫硫化型又分為單組分型和雙組分型。
氟硅橡膠兼有硅橡膠的耐高低溫特性，優(yōu)良的電特性及回彈特性和氟橡膠的耐油、耐溶劑、耐飽滿蒸汽的特性，是目前唯壹能在-68～230℃的燃油介質(zhì)中運(yùn)用的彈性體，但與硅橡膠相相似，氟硅橡膠強(qiáng)度較差，外表能低，屬于較難粘接的資料，具有加工困難等缺陷，另外跟著三氟丙基的引進(jìn)，給硫化形成困難，所以研討出適宜的配方和加工工藝，進(jìn)步膠料的運(yùn)用特性，對(duì)氟硅橡膠的運(yùn)用有著至關(guān)重要的效果。
2 國(guó)內(nèi)研討進(jìn)展
2.1 配方的研討
氟硅橡膠的合作系統(tǒng)與一般硅橡膠的合作系統(tǒng)沒有多大的區(qū)別，氟硅橡膠膠料制備首要是由氟硅生膠、交聯(lián)劑、催化劑、補(bǔ)強(qiáng)劑及助劑在必定條件下混煉而成，經(jīng)過(guò)成型加工，并在必定條件下經(jīng)過(guò)硫化，即可得到氟硅橡膠制品。
2.1.1 生膠牌號(hào)及挑選
氟硅生膠首要是由聚甲基三氟丙基硅氧烷為單體?？s合型的一般運(yùn)用羥基封端，而加成型的則混有必定量的不飽合烯烴，室溫硫化型的氟硅生膠相對(duì)分子質(zhì)量較小，在1×104～8×104之間，而高溫硫化型能到達(dá)4×105～8×105。目前運(yùn)用較多的國(guó)外氟硅生膠牌號(hào)首要有美國(guó)DowCorning的LS63、日本信越的SE3810系列等，而國(guó)內(nèi)首要有上海三愛富、河北硅谷、晨光化工和北京航材院等研制的氟硅生膠，如北京航材院的FS6265、FS6161，其特性優(yōu)勝，已在多個(gè)范疇得到了廣泛的運(yùn)用。
2.1.2 硫化交聯(lián)、催化系統(tǒng)的挑選
在橡膠工業(yè)中使生膠交聯(lián)的試劑為橡膠硫化劑。目前硫化劑首要有有機(jī)過(guò)氧化物、有機(jī)硅、無(wú)機(jī)氧化物、高能射線等，常為含有多元活性官能團(tuán)的物質(zhì)。
若室溫硫化時(shí)，常運(yùn)用的硫化劑為硅酸酯(如正硅酸乙酯)和鈦酸酯類(如鈦酸正丁酯)等，一起，利用有機(jī)錫、有機(jī)鈦、鉑絡(luò)合物作為催化劑調(diào)理硫化速度。其間催化劑以有機(jī)錫類的二月桂酸二丁基錫運(yùn)用廣泛，應(yīng)當(dāng)指出交聯(lián)反響中真實(shí)起催化效果的不是二月桂酸二丁基錫本身，而是它的水解產(chǎn)品二丁基二羥基錫。試驗(yàn)標(biāo)明運(yùn)用復(fù)合催化劑有“協(xié)同效應(yīng)”現(xiàn)象。如二月桂酸二丁基錫與鈦化合物或三乙胺(TA)復(fù)合運(yùn)用，催化效果顯著高于一般催化劑。但運(yùn)用此類催化劑時(shí)，若膠料剩余丁基錫等催化劑或帶入水分等雜質(zhì)，則在密閉環(huán)境中，即便200℃以下也會(huì)發(fā)作降解與軟化，甚至液化，所以，用于高溫環(huán)境的氟硅膠料的硫化進(jìn)程應(yīng)盡量削減此類催化劑的運(yùn)用。蔡寶連等用HI/I2(摩爾比為1/1)、對(duì)甲苯磺酸、磷酸鹽等三種催化系統(tǒng)制備出特性符合要求的單組份室溫硫化氟硅橡膠粘合劑。謝擇民、彭文慶等人以聚硅氮烷KH-CL為交聯(lián)劑完成了非催化交聯(lián)，避免了由有機(jī)錫催化劑在高溫下導(dǎo)致的降解，一起過(guò)量的聚硅氮烷交聯(lián)劑可以消除系統(tǒng)中的硅羥基和水分，從而抑制由硅羥基和水分引起的降解，大大進(jìn)步膠料的熱安穩(wěn)性。
2.1.3 補(bǔ)強(qiáng)劑的挑選
未經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)的氟硅橡膠強(qiáng)度很低，沒有實(shí)際運(yùn)用價(jià)值。參加恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)強(qiáng)劑，以進(jìn)步氟硅橡膠的特性，延伸制品的運(yùn)用壽命是極其重要的。目前常用的補(bǔ)強(qiáng)劑為氣相法白炭黑，氟硅橡膠的分子主鏈結(jié)構(gòu)單元—Si—O—，二者具有相同的硅氧骨架，微粒SiO2填充到氟硅膠交聯(lián)網(wǎng)的空地中，它們觸摸時(shí)有較強(qiáng)的相互效果，從而起到補(bǔ)強(qiáng)效果。補(bǔ)強(qiáng)的膠料其硫化膠的機(jī)械強(qiáng)度高、電特性好，并可與其它補(bǔ)強(qiáng)劑或弱補(bǔ)強(qiáng)劑并用，制備不同運(yùn)用特性的膠料。但因?yàn)樗诩拇媾c運(yùn)用進(jìn)程中易發(fā)作結(jié)構(gòu)化現(xiàn)象，有必要進(jìn)行二段硫化等后處理，且因?yàn)榘滋亢谕獗泶嬖诨钚粤u基，會(huì)對(duì)橡膠的耐熱特性發(fā)作晦氣影響，經(jīng)過(guò)運(yùn)用多種型號(hào)白炭黑并用，來(lái)調(diào)理炭黑用量，成功進(jìn)步了粘接系統(tǒng)的粘接強(qiáng)度?；鞜挄r(shí)參加必定量的羥基氟硅油預(yù)處理白炭黑，消耗白炭黑外表的部分活性羥基，使外表發(fā)作部分鈍化效果，削減白炭黑對(duì)氟硅橡膠“結(jié)構(gòu)化”的影響，加工特性得到極大改進(jìn)，進(jìn)步了膠料質(zhì)量。
2.1.4 開發(fā)新型偶聯(lián)劑
偶聯(lián)劑很早用于玻璃纖維，在無(wú)機(jī)資料和有機(jī)資料的界面上起橋梁效果，盡管偶聯(lián)劑在膠粘劑中的用量很少，卻對(duì)粘接強(qiáng)度有重要影響?，F(xiàn)階段在氟硅橡膠與金屬粘接中運(yùn)用的是硅烷偶聯(lián)劑，它能完成氟硅橡膠與無(wú)機(jī)物或金屬很好的偶聯(lián)，硅烷偶聯(lián)劑分為氨基硅烷、過(guò)氧硅烷、疊氮硅烷和重氮硅烷偶聯(lián)劑等，其間尤以過(guò)氧硅烷類的乙烯基三特丁基過(guò)氧硅烷(VTPS)特性為優(yōu)勝，它適用性廣，是一種抱負(fù)、高效、廣譜的增粘劑，有“全能增粘劑”之稱。蘇正濤等人報(bào)導(dǎo)VTPS是硅橡膠(VMQ或FVMQ)高溫硫化粘接的良好增粘劑，參加VTPS可以進(jìn)步硅橡膠與金屬粘接的剪切強(qiáng)度，且可耐溶液浸蝕。關(guān)靜的試驗(yàn)標(biāo)明硅烷偶聯(lián)劑A151和VTPS能在氟硅橡膠FSR與不銹鋼片間構(gòu)成橋鍵，起到增粘效果，但A151不夠安穩(wěn)，而VTPS則較好；鄭詩(shī)建發(fā)現(xiàn)當(dāng)氟硅橡膠和VTPS的相對(duì)用量為1：1(質(zhì)量比)時(shí)膠粘劑的粘接效果優(yōu)良；硅烷偶聯(lián)劑除了VTPS外，其它如甲基三特丁基過(guò)氧硅烷(MATS)、乙烯基三乙酰氧基硅烷、KH-550、KH-560等在氟硅橡膠制品中也有必定的運(yùn)用。
2.1.5 添加劑
2.1.5.1 防老耐熱添加劑
進(jìn)步氟硅橡膠耐熱特性的首要辦法為改動(dòng)主鏈結(jié)構(gòu)，可參加硅羥基耐熱添加劑等。關(guān)于不同的交聯(lián)系統(tǒng)，應(yīng)運(yùn)用不同的辦法。關(guān)于加成型和過(guò)氧化物交聯(lián)型膠料，進(jìn)步耐熱特性比較簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)的辦法是參加金屬氧化物，如γ-Fe2O3、SnO2、活性MgO、CaO等，能抑制氟硅橡膠分子鏈側(cè)鏈有機(jī)官能團(tuán)(三氟丙基)被氧化，中和氟硅橡膠高溫時(shí)因三氟丙基分化可能發(fā)作的氫氟酸，起到熱安穩(wěn)效果，因此，使膠料的耐熱特性大幅度進(jìn)步。蘇正濤、鄭俊萍等人報(bào)導(dǎo)SnO2對(duì)Fe2O3有協(xié)同效應(yīng)，添加Fe2O3和SnO2復(fù)合氧化物的運(yùn)用效果要優(yōu)于Fe2O3或SnO2獨(dú)自運(yùn)用。SnO2、Fe2O3和鐵錫氧化物復(fù)合物既能避免熱氧化發(fā)作，又能抑制橡膠分子側(cè)鏈基團(tuán)分化，其間，鐵錫氧化物復(fù)合物的效果強(qiáng)。蘇正濤等人還研討丁二氧化鈰作為耐熱添加劑可大幅度地進(jìn)步氟硅橡膠的耐熱特性；鄭俊萍等人討論了過(guò)渡金屬氧化物的耐熱效果機(jī)制，證明鐵錫復(fù)合氧化物具有多種抗氧化機(jī)理，從而發(fā)揮出協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)步膠料的耐熱性。
2.1.5.2 其它添加劑
因?yàn)檫\(yùn)用氣相法白炭黑補(bǔ)強(qiáng)的氟硅橡膠膠料貯存進(jìn)程中會(huì)變硬，塑性值下降，逐漸失去加工工藝特性。為避免和削弱這種“結(jié)構(gòu)化”傾向，一般的辦法是參加必定量的結(jié)構(gòu)控制劑。結(jié)構(gòu)控制劑一般為含有羥基或硼原子的低分子有機(jī)硅化合物，常用的有二苯基硅二醇、甲基苯基二乙氧基硅烷、四甲基亞乙基二氧二甲基硅烷、低分子羥基氟硅油及硅氮烷等。
為解決氟硅橡膠粘度過(guò)大問(wèn)題，常在膠料中參加必定量的增塑劑，常用的是硬脂酸，但因?yàn)樗槐绢I(lǐng)高溫且易與過(guò)氧化物效果，所以參加量不能過(guò)多。嘗試了參加極少數(shù)的硬脂酸作為脫模劑，出模時(shí)很少發(fā)作粘?，F(xiàn)象。另外根據(jù)需要，可在不影響運(yùn)用特性的條件下，向氟硅橡膠中參加必定量的著色劑，如氧化鐵、鎘和鉻的化合物、炭黑等等。
2.2 加工工藝的研討進(jìn)展
氟硅橡膠的加工進(jìn)程與一般硅橡膠基本相同，首要包括混煉、擠出、壓延、粘合、硫化等工藝，可運(yùn)用普通橡膠加工設(shè)備進(jìn)行加工，加工進(jìn)程要保持設(shè)備的清潔，不能混有其它橡膠、油污或雜質(zhì)，否則會(huì)影響氟硅橡膠的硫化及特性
2.2.1 混煉
氟硅橡膠生膠比較柔軟，具有必定的可塑性?？刹唤?jīng)塑煉而直接運(yùn)用開煉機(jī)或密煉機(jī)進(jìn)行混煉，但因?yàn)榉杓兡z比較容易粘輥，很難操作，對(duì)合作劑、補(bǔ)強(qiáng)劑的混合技能要求高，導(dǎo)致混煉工藝相當(dāng)雜亂。不過(guò)粘輥特性的好壞與橡膠的等第、輥筒的外表狀況、操作條件等因素有關(guān)，若聚合物的粘-溫系數(shù)大，充分冷卻輥簡(jiǎn)潔可獲得良好的操作特性。其次，在不影響特性的前題下而經(jīng)過(guò)添加少數(shù)的聚二甲基硅氧烷也是有用的。另外，鄭華等人運(yùn)用在開煉機(jī)滾筒前加一刮刀，實(shí)行定時(shí)兩步混煉的辦法，取得了良好的效果。
2.2.2 擠出和壓延
氟硅橡膠膠料可以被擠出制成各種產(chǎn)品，如襯墊資料、管材、絕緣電線及各種密封型材：一般說(shuō)，氟硅膠料因?yàn)檎扯缺扔袡C(jī)橡膠低，應(yīng)在室溫下進(jìn)行擠出加工，在擠出進(jìn)程中，若局部溫度超越50℃，就可能在擠出機(jī)內(nèi)發(fā)作焦燒，且氟硅生膠強(qiáng)度比較低，擠出后應(yīng)瞬間硫化。
氟硅橡膠一般在室溫下進(jìn)行壓延，但對(duì)特別的膠料，能少量加熱是有利的，可以改進(jìn)與織物的粘合。壓延氟硅橡膠膠料，可以運(yùn)用三輥筒或四輥筒的壓延機(jī)。壓延制品可以是無(wú)補(bǔ)層的氟硅膠實(shí)心板材，也可制成氟硅刮膠膠布或?qū)訅耗て?。壓延加工的首要長(zhǎng)處是可以出產(chǎn)長(zhǎng)的、接連的、具有均勻厚度的板材。
2.2.3 硫化
關(guān)于高溫硫化氟硅橡膠膠料，若運(yùn)用白炭黑作為補(bǔ)強(qiáng)劑，要進(jìn)行二段硫化，運(yùn)用炭黑作為填料則不必。一段硫化遍及運(yùn)用平板加壓硫化，溫度一般在110-170℃(根據(jù)硫化系統(tǒng)的不同挑選不同的硫化溫度)之間，一段硫化時(shí)刻較短，大多在30min以下，氟硅橡膠二段硫化溫度在電熱鼓風(fēng)箱中進(jìn)行，運(yùn)用逐漸升溫的方式，到達(dá)200-250℃后保持恒溫，時(shí)刻在數(shù)小時(shí)至數(shù)十小時(shí)不等。
關(guān)于雙組分室溫硫化氟硅橡膠的硫化是經(jīng)過(guò)參加催化劑來(lái)完成，而單組分室溫硫化氟硅橡膠在室溫下，觸摸空氣中的濕氣即可硫化，硫化從膠料外表開始，經(jīng)過(guò)水分的分散而逐漸向內(nèi)硫化。
2.2.4 粘合
與硅橡膠相似，氟硅橡膠的外表能較低，屬于難粘接的資料，研討標(biāo)明運(yùn)用硅烷偶聯(lián)劑可以較好地完成氟硅橡膠與聚脂織物等資料的粘接，如硅烷偶聯(lián)劑VTPS可以使氟硅橡膠與金屬間得到很好的粘接特性。氟硅橡膠與金屬粘接前要對(duì)金屬外表進(jìn)行噴砂、打磨、溶劑清洗等處理，否則將會(huì)影響粘接質(zhì)量。
3 結(jié)束語(yǔ)
硅橡膠有著其它橡膠無(wú)法比擬的耐高低溫、耐燃油、耐溶劑特性，現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于航空、航天、轎車等范疇，可在飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、宇宙飛船、石油化工、轎車等職業(yè)中作為燃料油、潤(rùn)滑油的觸摸膠管、墊片、密封圈、燃料箱面料，也可用于制造耐腐蝕的衣服、手套以及涂料、膠粘劑等。但氟硅橡膠也存在以下問(wèn)題：
(1)價(jià)格昂貴。氟硅橡膠單體組成相當(dāng)困難，加上引進(jìn)含氟基團(tuán)增大了硫化難度，硫化工藝雜亂，使得氟硅橡膠出產(chǎn)成本高。
(2)機(jī)械強(qiáng)度太低，補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)程雜亂。未經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)的氟硅橡膠強(qiáng)度很差，補(bǔ)強(qiáng)后的氟硅橡膠強(qiáng)度也不高，且補(bǔ)強(qiáng)工藝雜亂，會(huì)對(duì)環(huán)境形成必定的污染。
(3)耐高溫特性仍需加強(qiáng)。氟硅橡膠熱安穩(wěn)性不及甲基硅橡膠，關(guān)于高溫硫化氟硅橡膠而言，其長(zhǎng)期運(yùn)用溫度不能超越250℃，室溫硫化膠則更低，這也約束了氟硅橡膠的運(yùn)用。
近年來(lái)我國(guó)氟硅橡膠發(fā)展較為敏捷，部分氟硅橡膠及制品已到達(dá)或超越了國(guó)外同類產(chǎn)品，可滿足用戶的需求，反響良好。但因?yàn)槲覈?guó)對(duì)氟硅橡膠的研討開發(fā)起步較晚，技能上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家，許多特種氟硅橡膠及制品還依賴于進(jìn)口，這要求相關(guān)企業(yè)及研討單位應(yīng)加大研討力度，在盡力完善粘接、補(bǔ)強(qiáng)等理論的一起，還應(yīng)不斷地研討新配方，開發(fā)出新的產(chǎn)品，開拓新的運(yùn)用范疇，以滿足日益擴(kuò)展的市場(chǎng)需求；一起跟著石油等資源的日益干涸，化工原料價(jià)格將不斷上漲，加上氟硅橡膠加工比較困難，出產(chǎn)成本比一般硅橡膠高，這也在客觀上刺激了氟硅橡膠配方及加工技能的不斷完善，以期得到更好的特性、更低的成本。
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