论文--新型氟硅热塑性弹性体的制备与性能

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1、新型氟硅热塑性弹性体的制备与性能摘要：本文采用共混和动态硫化方法制备了一种新型的氟硅热塑性弹性体，并研究了热塑性弹性体的结构和性能。结果表明：动态硫化制备的热塑性弹性体具有较高的力学性能。共混制备的聚偏氟乙烯/硅橡胶中，硅橡胶以不规则的球形或椭圆形颗粒分散在聚偏氟乙烯基体中，而动态硫化制备的聚偏氟乙烯/硅橡胶中，球形硅橡胶颗粒粒径减小，而且颗粒之间通过“桥”链接起来。动态硫化制备的三元聚偏氟乙烯/硅橡胶/氟橡胶中，形成了“类核壳”结构。关键词：氟硅热塑性弹性体动态硫化形貌性能近年来，随着汽车、机械、航空、航天、化工等领域使用的橡胶制品向高性能、低能耗和长寿命方向发展，通用橡

2、胶如天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶等已无法满足新型橡胶配件的耐高低温、耐油、耐酸碱等特殊的要求，因而特种橡胶日益引起人们的重视[1]。氟橡胶具有优异的耐高温、耐老化和耐介质腐蚀性，特别是它在各种介质中的稳定性是任何其他橡胶所不及的，硅橡胶则具有良好的耐高低温、耐臭氧老化、耐辐射性、耐候、生理惰性、高透气性，以及对润滑油等介质表现出优异的化学惰性，同时还要良好的加工性能，因而这两种橡胶的应用逐渐增多。但氟橡胶也存在弹性和低温性能较差，加工性能不良的缺点，而硅橡胶的耐油性较差，因此兼具氟橡胶和硅橡胶优点的氟硅橡胶逐渐引起人们的重视，氟硅橡胶是目前唯一能在-68~+230°C的润滑

3、油和燃油介质中使用的橡胶材料，可满足在极端温度条*通讯联系人：陈玉坤，副研究员，工学博士，主要研究方向为高性能橡胶、橡塑共混和弹性体，电话13632275308，邮箱：cyk@scut.edu.cn件下对材料耐溶剂性、耐油性和耐酸碱性的要求，但合成工艺不易控制，使其价格昂贵，因而目前难以推广应用。将硅橡胶与氟橡胶采用机械共混制备氟橡胶/硅橡胶共混胶[1-5]，可以发挥两种橡胶的优点，克服各自缺点的同时大幅度降低成本，达到各项性能的综合平衡，一定程度上可替代氟硅橡胶[5]。然而无论是合成的氟硅橡胶还是氟橡胶/硅橡胶共混胶都需要进行热固硫化后才能使用，而这会使材料丧失重复加工的

4、性能。热塑性弹性体具有硫化橡胶的物理特性和热塑性塑料的可反复加工性能。不需橡胶那样经过热固化成型，仅使用简单的塑料加工即可很容易地制成最终产品。动态硫化过程中，弹性体（橡胶）和热塑性塑料以及适宜的硫化剂在适宜温度和剪切作用下熔融共混，橡胶相发生硫化交联，并被剪切成微小粒子均匀分散在热塑性塑料连续相中。氟塑料是由部分或全部氟化单体制得的一类聚合物，与氟橡胶的大部分物理性能类似，具有优异的耐高温性，良好的耐化学溶剂、酸碱腐蚀性，耐大气老化和耐应力开裂性能；优异的电绝缘性，自润滑性，不粘性，不燃性和自熄性，不吸水，摩擦系数是所有塑料中最低的，且无毒、无味、无臭。本文用氟塑料聚、氟

5、橡胶和硅橡胶为原材料，采用共混和动态硫化方法制备一种可重复加工的新型氟硅热塑性弹性体，并研究了热塑性弹性体的结构和性能，以期在一定范围一定程度上部分代替氟橡胶、硅橡胶或氟橡胶/硅橡胶共混胶，甚至是昂贵的、生产工艺不易控制的氟硅橡胶。1.实验部分1.1原材料聚偏氟乙烯（PVDF）：牌号502，广州立昌氟塑料有限公司；硅橡胶（SR）：牌号：KE-571，信越有机硅国际贸易有限公司；氟橡胶（FKM）：F2463，中昊晨光化工研究院；过氧化二异丙苯（DCP）：市售。1.2仪器与设备双棍开炼机，型号XK-168，东莞利拿机械实业有限公司；HAAKE流变仪，型号RC-300P，美国Th

6、ermo-Haake公司；注塑机，型号TTI-160F，华大机械设备有限公司；电子拉伸试验机，型号Z010，德国Zwick/Roell公司；冲击试验机，型号ZWICK5331，德国Zwick/Roell公司；场发射扫描电子显微镜，型号XL-30FEG，荷兰飞利浦公司。1.3试样配方与制备试验配方如表1所示。表1试验配方（质量份数）编号PVDFSRFKMDCPB73703000D73703000.6B64604000D64604000.8D6316030100.8D6226020200.8动态硫化在哈克转矩流变仪中进行，氟塑料先在流变仪的密炼下熔融，熔融完毕，加入橡胶相，待转

7、矩曲线平衡后在加入硫化剂，待最终转矩平衡后出料，在室温下冷却，破碎干燥后，在注塑机上注塑成标准试样供性能测试。1.3测试与表征1.3.1力学性能测试拉伸性能:采用万能拉伸机按GB/T1040-2006标准进行测试。弯曲性能:采用万能拉伸机按GB/T9341-2000标准进行测试。缺口冲击强度:采用悬臂梁冲击试验机按照GB/T1843-2008标准进行测试。1.3.2形貌测试扫描电镜用FEI公司NovaNanoSEM430。共混物进行微观形貌的观察之前，先将样品在液氮中浸泡5min后脆断。对动态硫化共混物脆断面进行二