26 类氟橡胶介绍

《26 类氟橡胶介绍》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、26类氟橡胶介绍1定义日常生活中常见使用的有天然橡胶和合成橡胶。天然胶产自橡胶树的皮层乳管，经割胶、收集、干燥处理加工硫化后成为制品;合成胶多为石油裂解得到的烯烃，经化学合成而制得。如异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯丁橡胶等等，经以一定的硫化配方进行混炼、定型硫化而制得橡胶制品。氟橡胶(fluororubber)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。氟原子的引入，赋予氟橡胶优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，使其在航空航天、科学技术、汽车、化工、轻工、冶金、

2、机械、石油开采、造船、环境保护等部门有着无可替代的应用。目前产量最高、应用领域最广的是偏氟乙烯、六氟丙烯的二元共聚弹性体或再加入四氟乙烯的三元共聚弹性体，统称26类氟橡胶。2诞生第二次世界大战后，各国为制造高速飞行的喷气式飞机，相应开发了气体涡轮发动机制造技术，这就要求与发动机相配套的橡胶配件要在更高温度下耐润滑油和燃料油的侵蚀，而原先使用的氯丁橡胶、丁腈橡胶和硅橡胶因经受不了200～300℃的高温，急需研制耐此高温同时耐润滑油、燃料油的弹性体。当时美国根据20世纪40年代成功开发含氟聚合物聚四氟乙烯和聚三氟氯乙烯的经验，发

3、现聚合物碳原子上的氢原子被氟原子取代后，聚合物获得了突出的化学惰性、抗氧化性和热稳定性，决定据此进行含氟弹性体的探索。先由美国空军试验室和3M公司联合研制了含氟聚丙烯酸脂1F4和2F4，但物理机械性能较差，此后美国陆军军需研究和发展部M．W．Kellogg(后并入3M公司)以及Wright空军发展中心材料实验室等共同开发了Kel－F弹性体(VDF和CTFE共聚物，中国开发的此胶种代号为1号胶，也称F23氟橡胶)，其物理机械性能、耐热性(220℃)、耐燃料油、润滑油及硝酸等的侵蚀性很好，只是耐极性溶剂和双脂类合成油较差。195

4、6年，美国杜邦公司率先以偏氟乙烯、六氟丙烯为原料商业化生产“维通”牌号的A氟橡胶(VitonA)。次年美国3M公司也以同样原料生产出牌号为Kel－F2140氟橡胶。这二家公司其后至现在相继生产了上百种品级的二元或三元(第三单体四氟乙烯)共聚物弹性体，而3M公司原生产的Kel－F弹性体除用于某些要求耐硝酸的场合外，其他应用几乎已被上述弹性体取代。3早期的氟橡胶生产国和中国氟橡胶发展现状氟橡胶在国防军工上的象征意义促使了各国的争相研制和生产，前苏联在20世纪50年代末、中国在60年代中后期、日本在60年代末、意大利在70年代初均

5、相继研制和生产了上述二元或三元氟橡胶。其后上述26类氟橡胶发展经历了基础型氟橡胶、易加工氟橡胶、低压缩永久变形氟橡胶、耐高温水蒸气有机过氧化物硫化氟橡胶、耐低温耐流体氟橡胶等5个阶段，其品级数量达上百种。中国目前基础型氟橡胶、易加工氟橡胶、低压缩永久变形氟橡胶有大量生产，生产能力达到10000t/a，已供大于求。耐高温水蒸气的有机过氧化物硫化氟橡胶与耐低温氟橡胶因成本高、价格昂贵，需求量少，其中耐高温水蒸气的有机过氧化物硫化氟橡胶，现暂以耐中温水蒸气的四丙氟橡胶替代，产量较低。而耐低温氟橡胶(同时耐高温)只有试制品，耐低温又

6、同时耐流体的全氟醚氟橡胶还未正式研制。4高性能机理氟橡胶具有一系列的宝贵性能，都源于氟原子的引入和氟碳链的饱和状态。4．1氟原子的贡献1)C－F键的键能最高首先，氟元素是已知的化学元素中电负性最强的元素，氟原子与碳原子组成的C－F键键能很高，如CF4中的C－F键键能为485kJ/mol(116kCal/mol)。2)氟原子对C－C键的屏蔽作用氟原子的半径很小，为0．64，相当于C－C键键长(1．34)的一半，使氟原子能紧密的排列在碳原子的周围，形成了C－C键的保护屏障，这赋予了含氟高分子弹性体碳碳链的化学惰性。3)氟化碳

7、碳键能的增加和氟化碳原子与其他原子结合键能的提高由于氟原子的存在，在其强吸电子效应和对C－C键屏蔽保护作用下，使C－C键的键长缩小，键能增加。如碳氢化合物中C－C键键长为1．337，键能为334kJ/mol(80kCal/mol)，而全氟碳化合物中C－C键键长为1．313，键能增加为359kJ/mol(86kCal/mol)。不仅如此，氟化了的碳原子与其他原子结合的键能也相应有所提高，从而提高了含氟高分子弹性体的耐热性和耐侵蚀性。当然氟原子的引入，也使含氟化合物化学键的自由旋转能大为增加，使氟碳弹性体分子的刚性增强，柔性

8、和耐寒性有所降低。4．2饱和分子链稳定性增加由于氟橡胶是由含氟单烯烃π键打开共聚而生成，因此在氟橡胶分子链中，C－C键均处于饱和状态，这降低了高温下氧化和热解使主链降解、断裂的可能性。上述氟原子的特殊贡献和分子链的饱和状态，就赋予了氟橡胶多项特殊性能。5含氟弹性体的结构要求5．1氟橡胶、氟