氟硅混炼胶的性能研究-助剂对氟硅混炼胶性能的影响

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1、有机氟工业2006年第2期Organo-FluorineIndustry·3·科学研究与技术开发氟硅混炼胶的性能研究(Ⅰ)———助剂对氟硅混炼胶性能的影响刘增君侯结民(上海三爱富新材料股份有限公司技术中心,上海200241)摘要:通过对氟硅混炼胶配方的研究,考察了气相白碳黑的种类和用量、氟硅生胶的分子量、结构控制剂的用量、热处理时间以及硫化剂的种类和用量对混炼胶性能的影响,同时得到了综合性能较好的氟硅混炼胶。关键词:氟硅混炼胶;白碳黑;结构控制剂;2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧基)己烷1前言炼胶性能的影响。氟橡胶由于氟原子的存在使其具有优异的耐溶2实验部分剂、耐

2、油等性能,硅橡胶主链的硅氧键的易旋转性是2.1原料和设备其杰出的耐低温性能的关键所在。但二者又各有其原料:氟硅橡胶,上海三爱富新材料股份有限公不足之处,那就是氟橡胶的耐低温性能较差,硅橡胶司生产;其他填料和助剂为市售产品。设备:X(S)的耐溶剂等性能不如氟橡胶。氟硅橡胶的出现很好K-160新型开放式炼胶(塑)机,上海双象橡塑机地解决了这一问题。氟硅橡胶是以-Si-O-为主械有限公司;25t平板硫化机,上海市珊珊橡塑机链,侧基引入了含有氟原子的三氟丙基,使氟硅橡胶械配件厂;101-II电热鼓风干燥箱,上海市实验仪兼具优异的耐高、低温性能(通常使用温度范围在器总厂;DU-6

3、5A电热恒温油浴,杭州蓝天化验仪[1][2,3]-55～205℃)和耐溶剂、耐油性能。为了改器厂;电热恒温水浴锅,南通沪南科学仪器有限公善氟硅橡胶的硫化性能,通常在主链中共聚少量甲司。基乙烯基硅氧烷链段作为硫化点,含量通常为n/m2.2混炼胶的制备[3]=0.1%～0.5%,结构式如图1所示:将称量好的氟硅橡胶生胶和各种助剂(硫化剂除外)在开炼机上混合、多次薄通,然后放到烘箱中热处理一段时间,将硫化剂分散到热处理后的样品中即得到氟硅混炼胶样品。2.3性能测试(1)试样的制备一段硫化:在平板硫化机上进行。模具首先预热图1氟硅橡胶结构式到50℃±5℃左右,放入制备的混炼胶,

4、加压5.9MPa氟硅橡胶作为综合性能最优异的橡胶之一,已以上(模具单位面积受压),再继续升温至165℃±经成为现代军事工业、航空航天工业、汽车船舶等运5℃,在该温度下保持15min,然后取出模具,打开后输工业、石化工业,以及人工脏器与医疗器械等医疗稍冷即取出试片。卫生行业必不可少的特种材料。美国GE、Dowcorni2二段硫化:二段硫化在鼓风烘箱内进行,烘箱温ng和日本信越已经成功开发了一系列氟硅橡胶产度应在2h内由室温均匀地升至200℃。第一小时品以满足不同领域需要。国内的研究人员对氟硅橡从室温均匀地升到150℃,第二小时从150℃均匀地[4,5]胶的加工应用也做了一

5、些研究。本文采用上海升到200℃,并在200℃±3℃恒温4h。三爱富公司生产的氟硅生胶,研究了各种助剂对混(2)测试仪器有机氟工业·4·Organo-FluorineIndustry2006年第2期样品的拉伸强度、断裂伸长率由OttoWolpert-增大,其对橡胶的补强作用也随之增强,但为了保证Werke型拉力机测试得到,硬度值由LX-A型橡胶其在橡胶中的良好分散对加工设备也提出了更高的硬度计测试得到。要求。在这里,我们选用了两种比表面积不同的气(3)测试方法相法白碳黑A、B,其中A和B的比表面积分别为22拉伸强度:按GB/T528-1998的规定进行,试200m/g和

6、380m/g,来研究不同种类白碳黑对最样类型采用I型,厚度为2.0±0.2mm,拉伸速率为终氟硅混炼胶性能的影响。500mm±50mm/min。图2是两种白碳黑在不同用量情况下得到的氟断裂伸长率:按GB/T528-1998的规定进行,硅混炼胶的力学性能比较图。图中A1、A2、A3表示试样类型采用I型,厚度为2.0±0.2mm,拉伸速率使用了白碳黑A补强氟硅橡胶,而白碳黑的用量依为500mm±50mm/min。次增加,B的情况也是如此,数字相同表示两种白碳撕裂强度:按ASTMD624-00的规定进行,试样黑的用量相同。这里我们使用的是分子量为122万类型采用新月形试样,割

7、口深度为0.50±0.05mm,的氟硅橡胶。从图2可以看出,对于同种白碳黑来厚度为2.3±1.0mm,拉伸速率为500mm±50mm/说,用量的增加使混炼胶的硬度增加而断裂伸长率min。降低;对于用量相同而比表面积不同的白碳黑A和硬度的测定:按GB/T531-1999的规定测定三B来说,使用比表面积较小的A作为补强剂制备的层叠加试样的邵尔A硬度,尺寸为30mm×80mm。氟硅混炼胶的综合力学性能更好,特别是在白碳黑压缩永久变形的测定按ASTMD395-01中方含量较高的情况时。比如,加入A3的氟硅混炼胶法B进行,并作如下规定:采用2型圆柱