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氟橡膠的性能
日期：2024-12-26 01:07
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摘要：
氟橡膠的性能
一、簡介
橡膠分子中含有氟原子, 氟原子與碳原子組成的C-F鍵鍵能很高,同時氟原子具有極大的吸附效應,使氟碳分子鏈中的C-C鍵鍵能增強, 且隨其氟化程度的提高而增強;氟原子可以把C-C主鍵較好地加以屏蔽,從而保證了C-C鍵的化學隋性。這種特殊的分子結構,使氟橡膠具有優(yōu)異的耐熱性、耐藥品性、耐溶劑性、耐氧化性、耐高真空性、耐油性、耐老化等多種特異性能。
氟橡膠的主要類型有26型、246型、23型; 四丙氟橡膠、氟矽橡膠、羥基亞硝基氟橡膠、氟化磷腈橡膠、全氟醚橡膠。
二、主要性能
1、化學穩(wěn)定性
氟橡膠具有高度的化學穩(wěn)定性,是目前所有彈性體中耐介質(zhì)性能*好的一種。26型氟橡膠耐石油基油類、雙酯油類、矽醚矽酸油類,耐無機酸、耐多數(shù)的有機溶劑,但不耐低分子的酮、醚、酯,不耐胺、氨、氫氟酸、***、磷酸類液壓油。23類更有獨特之處,其耐強氧化性的無機酸如發(fā)煙硝酸、濃硫酸性能比26型好。
2、耐高溫性優(yōu)異
氟橡膠的耐高溫性能和矽橡膠一樣,可以說是目前彈性體中*好的。246＞26＞23。
3、耐老性能好
具有極好的耐天候老化性能, 耐臭氧性能。
4、真空性能**
具有極好的真空性能。
5、機械性能優(yōu)良
有優(yōu)良的物理機械性能。在高溫下的壓縮長久變形大,但若以相同條件比較,丁腈橡膠和氯丁橡膠均比26型橡膠大。
6、電性能較好
23型氟橡膠的電性能較好,吸濕性比其他彈體低,可作為較好的電絕緣材料。氟橡膠一般隻適於低頻低壓下使用，溫度對其電性能影響很大，從24℃升到184℃，其絕緣電阻下降35000倍。
7、氣性小
氟橡膠對氣體的溶解度大,但擴散速度卻比較小,所以總體表現(xiàn)出來的透氣性也小。據(jù)報道,26型氟橡膠在30℃下對於氧、氮、二氧化碳的透氣性和丁基橡膠相當,比氯丁橡膠、天然橡膠好。
8、低溫性能不好
氟橡膠低溫性能不好,這是由於其本身的化學結構所致。如23-11型的Tg＞0℃。實際使用的氟橡膠低溫性能通常用脆性溫度及壓縮耐寒係數(shù)來表示。膠料的配方以及產(chǎn)品形狀對脆性溫度影響都比較大。
9、耐輻射性能較差
氟橡膠的耐輻射性能是彈性體中比較差的一種,26型橡膠輻射作用後表現(xiàn)為交聯(lián)效應,23型則表現(xiàn)為裂解效應。
橡膠分子中含有氟原子, 氟原子與碳原子組成的C-F鍵鍵能很高,同時氟原子具有極大的吸附效應,使氟碳分子鏈中的C-C鍵鍵能增強, 且隨其氟化程度的提高而增強;氟原子可以把C-C主鍵較好地加以屏蔽,從而保證了C-C鍵的化學隋性。這種特殊的分子結構,使氟橡膠具有優(yōu)異的耐熱性、耐藥品性、耐溶劑性、耐氧化性、耐高真空性、耐油性、耐老化等多種特異性能。
氟橡膠的主要類型有26型、246型、23型; 四丙氟橡膠、氟矽橡膠、羥基亞硝基氟橡膠、氟化磷腈橡膠、全氟醚橡膠。
二、主要性能
1、化學穩(wěn)定性
氟橡膠具有高度的化學穩(wěn)定性,是目前所有彈性體中耐介質(zhì)性能*好的一種。26型氟橡膠耐石油基油類、雙酯油類、矽醚矽酸油類,耐無機酸、耐多數(shù)的有機溶劑,但不耐低分子的酮、醚、酯,不耐胺、氨、氫氟酸、***、磷酸類液壓油。23類更有獨特之處,其耐強氧化性的無機酸如發(fā)煙硝酸、濃硫酸性能比26型好。
2、耐高溫性優(yōu)異
氟橡膠的耐高溫性能和矽橡膠一樣,可以說是目前彈性體中*好的。246＞26＞23。
3、耐老性能好
具有極好的耐天候老化性能, 耐臭氧性能。
4、真空性能**
具有極好的真空性能。
5、機械性能優(yōu)良
有優(yōu)良的物理機械性能。在高溫下的壓縮長久變形大,但若以相同條件比較,丁腈橡膠和氯丁橡膠均比26型橡膠大。
6、電性能較好
23型氟橡膠的電性能較好,吸濕性比其他彈體低,可作為較好的電絕緣材料。氟橡膠一般隻適於低頻低壓下使用，溫度對其電性能影響很大，從24℃升到184℃，其絕緣電阻下降35000倍。
7、氣性小
氟橡膠對氣體的溶解度大,但擴散速度卻比較小,所以總體表現(xiàn)出來的透氣性也小。據(jù)報道,26型氟橡膠在30℃下對於氧、氮、二氧化碳的透氣性和丁基橡膠相當,比氯丁橡膠、天然橡膠好。
8、低溫性能不好
氟橡膠低溫性能不好,這是由於其本身的化學結構所致。如23-11型的Tg＞0℃。實際使用的氟橡膠低溫性能通常用脆性溫度及壓縮耐寒係數(shù)來表示。膠料的配方以及產(chǎn)品形狀對脆性溫度影響都比較大。
9、耐輻射性能較差
氟橡膠的耐輻射性能是彈性體中比較差的一種,26型橡膠輻射作用後表現(xiàn)為交聯(lián)效應,23型則表現(xiàn)為裂解效應。
典型應用
氟橡膠密封件，用於發(fā)動機的密封時，可在200℃~250℃下長期工作，在300並下短期工作，其工作壽命可與發(fā)動機返修壽命相同，達1000~5000飛行小時（時間5~10年）；用於化學工業(yè)時，可密封無機酸（如140℃下的67%的硫酸、70℃的濃鹽酸，並℃下30%的硝酸），有機溶劑（如氯代烴、苯、高芳烴汽油）及其它有機物（如丁二烯、苯乙烯、丙烯、苯酚、275℃下的脂肪酸等）；用於深井采油時，可承受149℃和420個大氣壓的苛刻工作條件；用於過熱蒸汽密封件時，可在160~170℃的蒸汽介質(zhì)中長期工作。在單晶矽的生產(chǎn)中，常用氟橡膠密封件以密封高溫（300℃）下的特殊介質(zhì)—三氯氫矽、四氯化矽、砷化鎵、三氯化磷、三氯乙烯以及120℃的鹽酸等。
在高真空應用方麵，當飛行高度在200~300Km時，氣壓為133×10-6Pa（10-6mmHg），氯丁橡膠，丁橡膠、丁基橡膠均可應用；當飛行高度超過643Km時，氣壓將下降為133×10-7Pa（10-7mmHg）以下，在這種高真空中隻有氟橡膠能夠應用。一般在高真空或超高真空裝置係統(tǒng)使用前，需經(jīng)過高溫烘烤處理，26型、246型氟橡膠能承受200℃~250℃高溫老化，因此成為高真空設備及宇宙飛行器中*主要的橡膠材料。
用氟橡膠製造的膠管適用於耐高溫、耐油及耐特種介質(zhì)場合，如用作飛機燃料油、液壓油、合成雙酯類油、高溫熱空氣、熱無機及其它特種介質(zhì)（如氯化烴及其它氯化物）的輸送、導引等。用氟橡膠製成的電線電纜屈撓性好，且有良好的絕緣性。氟橡膠製作的玻璃纖維膠布，能耐300℃的高溫和耐化學腐蝕。芳綸布塗氟膠後，可以製作石油化工廠耐高溫、耐酸鹼類儲罐間的連接伸縮管（兩端可有金屬法蘭連接），可承受高壓力、高溫度和介質(zhì)腐蝕，並對兩罐的變形伸縮起緩衝減震連接作用。尼龍布塗氟膠後製成的膠布密封袋，作為煉油廠的內(nèi)浮頂貯罐用軟密封件，起到密封、減少油液麵的揮發(fā)損失等作用。
23型、四丙型氟橡膠主要用作耐酸、耐特殊化學品的腐蝕性密封場合。羥基亞硝基氟橡膠主要用作防護製品和密封製品，以溶液形式作為不燃性塗料，應用於防火電子元件及純氧中工作的部件。其溶液和液體橡膠可用噴塗、澆注等方法製造許多製品，如宇宙服、手套、管帶、球等。也可用作玻璃、金屬”瀨性體、織物的膠粘劑，製造海綿及接觸火箭推進劑（N2O4）的墊圈、“O”型圈、膠囊、閥尹疇各類密封件等。
G型係列氟橡膠製作的密封件具有使用VitonA、B、E等氟橡膠無法達到的耐高溫蒸汽性、耐甲醇汽油或含高芳香烴汽油的性能；GLT型氟橡膠、氯化磷橡膠、全氟醚橡膠等更具有寬廣的使用溫度範圍，低溫柔軟性、彈性密封性等。全氟醚橡膠還具有突出的耐介質(zhì)腐蝕性，在****技術中得到廣泛應用。
用氟橡膠製成的密封劑—膩子，耐燃料油性能突出，可在200℃左右的油中使用，被用作飛機整體油箱的密封材料。用氟橡膠製得的閉孔海綿，具有耐酸、耐油、寬廣使用溫度範圍和良好的絕緣性，可用作火箭燃料、溶劑、液壓油、潤滑油及油膏的密封和火箭、導彈的減震材料，耐溫達204℃，浸漬氟膠乳液的石棉纖維布，可製成石棉膠板，用於耐高溫、耐燃燒和耐化學腐蝕性的場合。
氟橡膠密封件，用於發(fā)動機的密封時，可在200℃~250℃下長期工作，在300並下短期工作，其工作壽命可與發(fā)動機返修壽命相同，達1000~5000飛行小時（時間5~10年）；用於化學工業(yè)時，可密封無機酸（如140℃下的67%的硫酸、70℃的濃鹽酸，並℃下30%的硝酸），有機溶劑（如氯代烴、苯、高芳烴汽油）及其它有機物（如丁二烯、苯乙烯、丙烯、苯酚、275℃下的脂肪酸等）；用於深井采油時，可承受149℃和420個大氣壓的苛刻工作條件；用於過熱蒸汽密封件時，可在160~170℃的蒸汽介質(zhì)中長期工作。在單晶矽的生產(chǎn)中，常用氟橡膠密封件以密封高溫（300℃）下的特殊介質(zhì)—三氯氫矽、四氯化矽、砷化鎵、三氯化磷、三氯乙烯以及120℃的鹽酸等。
在高真空應用方麵，當飛行高度在200~300Km時，氣壓為133×10-6Pa（10-6mmHg），氯丁橡膠，丁橡膠、丁基橡膠均可應用；當飛行高度超過643Km時，氣壓將下降為133×10-7Pa（10-7mmHg）以下，在這種高真空中隻有氟橡膠能夠應用。一般在高真空或超高真空裝置係統(tǒng)使用前，需經(jīng)過高溫烘烤處理，26型、246型氟橡膠能承受200℃~250℃高溫老化，因此成為高真空設備及宇宙飛行器中*主要的橡膠材料。
用氟橡膠製造的膠管適用於耐高溫、耐油及耐特種介質(zhì)場合，如用作飛機燃料油、液壓油、合成雙酯類油、高溫熱空氣、熱無機及其它特種介質(zhì)（如氯化烴及其它氯化物）的輸送、導引等。用氟橡膠製成的電線電纜屈撓性好，且有良好的絕緣性。氟橡膠製作的玻璃纖維膠布，能耐300℃的高溫和耐化學腐蝕。芳綸布塗氟膠後，可以製作石油化工廠耐高溫、耐酸鹼類儲罐間的連接伸縮管（兩端可有金屬法蘭連接），可承受高壓力、高溫度和介質(zhì)腐蝕，並對兩罐的變形伸縮起緩衝減震連接作用。尼龍布塗氟膠後製成的膠布密封袋，作為煉油廠的內(nèi)浮頂貯罐用軟密封件，起到密封、減少油液麵的揮發(fā)損失等作用。
23型、四丙型氟橡膠主要用作耐酸、耐特殊化學品的腐蝕性密封場合。羥基亞硝基氟橡膠主要用作防護製品和密封製品，以溶液形式作為不燃性塗料，應用於防火電子元件及純氧中工作的部件。其溶液和液體橡膠可用噴塗、澆注等方法製造許多製品，如宇宙服、手套、管帶、球等。也可用作玻璃、金屬”瀨性體、織物的膠粘劑，製造海綿及接觸火箭推進劑（N2O4）的墊圈、“O”型圈、膠囊、閥尹疇各類密封件等。
G型係列氟橡膠製作的密封件具有使用VitonA、B、E等氟橡膠無法達到的耐高溫蒸汽性、耐甲醇汽油或含高芳香烴汽油的性能；GLT型氟橡膠、氯化磷橡膠、全氟醚橡膠等更具有寬廣的使用溫度範圍，低溫柔軟性、彈性密封性等。全氟醚橡膠還具有突出的耐介質(zhì)腐蝕性，在****技術中得到廣泛應用。
用氟橡膠製成的密封劑—膩子，耐燃料油性能突出，可在200℃左右的油中使用，被用作飛機整體油箱的密封材料。用氟橡膠製得的閉孔海綿，具有耐酸、耐油、寬廣使用溫度範圍和良好的絕緣性，可用作火箭燃料、溶劑、液壓油、潤滑油及油膏的密封和火箭、導彈的減震材料，耐溫達204℃，浸漬氟膠乳液的石棉纖維布，可製成石棉膠板，用於耐高溫、耐燃燒和耐化學腐蝕性的場合。
