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高性能係列氟橡膠
日期：2025-05-31 09:49
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摘要：
氟橡膠作為主鏈或側鏈碳原子上含有氟原子的一類合成高分子彈性體，具有其它橡膠不可比擬的耐高溫、耐化學介質及耐老化性能，成為現代工業尤其是高技術領域中不可缺少而且不可替代的基礎材料。北京航空材料研究院從20世紀70年代開始進行含氟彈性體的配合技術研究，先後研究開發出一係列不同性能和功用的氟橡膠混煉膠，已成功地用於航空、航天、船舶、石油、汽車工業等領域。本文根據該係列氟橡膠的性能特點，對其進行了分類和介紹。
1、低壓縮長久變形氟橡膠係列
眾所周知，作為橡膠密封件，較低的壓縮長久變形是確保其密封能力的主要性能之一。氟橡膠作為耐高溫、耐介質性能優異的彈性體，主要用作活動和固定密封件，這就要求其具有較低的壓縮長久變形值。自氟橡膠生膠20世紀50年代問世以來，對其配合技術的研究，很長一段時間內都把研究的重點集中在降低膠料壓縮長久變形性能上，其中包括對生膠合成工藝的改進、不同硫化體係的添加等。通過對填料體係進行深入研究，國內成功地研製出不同硬度等級的低壓縮長久變形氟橡膠。
上述低壓縮長久變形氟橡膠可用於製造在空氣。石油基潤滑油、燃油、液壓油和雙酯類合成潤滑油中工作的活動或固定密封件。長期工作溫度為-40℃～250℃，對於某些部位可低於-40℃或高於250℃，短期可達300℃。由於硬度等級不同，其應用範圍也不同。FX－4膠料硬度低，伸長率高，適於製作接觸油料的高溫導線套管密封墊片和O形圈；FX－5膠料主要製造航空發動機通用的橡膠密封件；FX－6膠料硬度高，抗擠壓性好，可用於高溫高壓的橡膠密封件，如超深井石油勘探。
2、改善低濕性能的氟橡膠
氟橡膠大分子主鍵或側鏈上氟原子的存在，由於電負性極高，對聚合物碳碳主鍵產生很強的屏蔽作用，使其具有優異的耐高溫和耐介質穩定性，但氟原子的存在，也使整個大分子鏈的柔性降低，剛性增大，因而低溫性能較差。為改善氟橡膠的低溫性能，國外已於70年代初會成出氟醚橡膠，將含醚鍵單體（全氟烷基乙烯基醚類）引入到大分子結構中，提高了聚合物大分子鏈的柔順性，低溫性能明顯改善，如VitonGLT氟醚生膠玻璃化轉變溫度比氟橡膠F246降低了約14℃，其**缺點是價格較高。北京航空材料研究院通過橡膠並用技術並用少量氟醚橡膠研製出的FX－13，改善了氟橡膠的低溫性能，其脆性溫度可達-45℃，已成功地用於製造長征係列運載火箭伺服機構密封件，確保了長征係列火箭多次商業發射的成功。采用並用技術，不僅有效地改善了氟橡膠的低溫性能，而且其價格比氟醚橡膠大大降低。
3、低摩擦係數氟橡膠
橡膠製品在用作活動密封件時，如唇形密封，由於旋轉軸轉速高，在潤滑狀態**時，密封區域生熱大，導致膠料發粘裂口，粘附性增大，使轉軸嚴重磨損。通過在生膠中添加減磨填料，研製出的FX－10氟橡膠，有效地降低了膠料摩擦係數，改善了膠料的導熱性。該膠料已成功地用於航空發動機橡膠皮碗。
4、改善工藝性能的氟橡膠
氟橡膠具有優異的耐高溫和耐介質性能，但在加工過程中存在著粘模、熱撕裂性及充模流動性差等問題，我院通過對配合體係進行研究，研製出的FX－70H棕色氟橡膠，改善了氟橡膠的硫化工藝，硫化時間短，溫度低，在16℃下僅用8min即可模壓硫化成型，膠料模壓流動性好，硫化膠扯斷伸長率較高，熱撕裂性優異，模壓製品合格率高，大大提高了勞動生產率，降低了生產成本。
上述不同性能氟橡膠的研製成功，為國防及民用工業作出了很大貢獻，其某些技術處於國內**地位。此外，為解決上述氟橡膠與金屬骨架粘接問題，國內已經研製了配套的用於室溫固化及高溫硫化膠粘劑，獲得廣泛應用。
1、低壓縮長久變形氟橡膠係列
眾所周知，作為橡膠密封件，較低的壓縮長久變形是確保其密封能力的主要性能之一。氟橡膠作為耐高溫、耐介質性能優異的彈性體，主要用作活動和固定密封件，這就要求其具有較低的壓縮長久變形值。自氟橡膠生膠20世紀50年代問世以來，對其配合技術的研究，很長一段時間內都把研究的重點集中在降低膠料壓縮長久變形性能上，其中包括對生膠合成工藝的改進、不同硫化體係的添加等。通過對填料體係進行深入研究，國內成功地研製出不同硬度等級的低壓縮長久變形氟橡膠。
上述低壓縮長久變形氟橡膠可用於製造在空氣。石油基潤滑油、燃油、液壓油和雙酯類合成潤滑油中工作的活動或固定密封件。長期工作溫度為-40℃～250℃，對於某些部位可低於-40℃或高於250℃，短期可達300℃。由於硬度等級不同，其應用範圍也不同。FX－4膠料硬度低，伸長率高，適於製作接觸油料的高溫導線套管密封墊片和O形圈；FX－5膠料主要製造航空發動機通用的橡膠密封件；FX－6膠料硬度高，抗擠壓性好，可用於高溫高壓的橡膠密封件，如超深井石油勘探。
2、改善低濕性能的氟橡膠
氟橡膠大分子主鍵或側鏈上氟原子的存在，由於電負性極高，對聚合物碳碳主鍵產生很強的屏蔽作用，使其具有優異的耐高溫和耐介質穩定性，但氟原子的存在，也使整個大分子鏈的柔性降低，剛性增大，因而低溫性能較差。為改善氟橡膠的低溫性能，國外已於70年代初會成出氟醚橡膠，將含醚鍵單體（全氟烷基乙烯基醚類）引入到大分子結構中，提高了聚合物大分子鏈的柔順性，低溫性能明顯改善，如VitonGLT氟醚生膠玻璃化轉變溫度比氟橡膠F246降低了約14℃，其**缺點是價格較高。北京航空材料研究院通過橡膠並用技術並用少量氟醚橡膠研製出的FX－13，改善了氟橡膠的低溫性能，其脆性溫度可達-45℃，已成功地用於製造長征係列運載火箭伺服機構密封件，確保了長征係列火箭多次商業發射的成功。采用並用技術，不僅有效地改善了氟橡膠的低溫性能，而且其價格比氟醚橡膠大大降低。
3、低摩擦係數氟橡膠
橡膠製品在用作活動密封件時，如唇形密封，由於旋轉軸轉速高，在潤滑狀態**時，密封區域生熱大，導致膠料發粘裂口，粘附性增大，使轉軸嚴重磨損。通過在生膠中添加減磨填料，研製出的FX－10氟橡膠，有效地降低了膠料摩擦係數，改善了膠料的導熱性。該膠料已成功地用於航空發動機橡膠皮碗。
4、改善工藝性能的氟橡膠
氟橡膠具有優異的耐高溫和耐介質性能，但在加工過程中存在著粘模、熱撕裂性及充模流動性差等問題，我院通過對配合體係進行研究，研製出的FX－70H棕色氟橡膠，改善了氟橡膠的硫化工藝，硫化時間短，溫度低，在16℃下僅用8min即可模壓硫化成型，膠料模壓流動性好，硫化膠扯斷伸長率較高，熱撕裂性優異，模壓製品合格率高，大大提高了勞動生產率，降低了生產成本。
上述不同性能氟橡膠的研製成功，為國防及民用工業作出了很大貢獻，其某些技術處於國內**地位。此外，為解決上述氟橡膠與金屬骨架粘接問題，國內已經研製了配套的用於室溫固化及高溫硫化膠粘劑，獲得廣泛應用。
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