耐低温橡胶的研究进展

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1、北京化工大学课程名称：文献查阅姓名：赵栋学号：2013022012班级：高材1304耐低温橡胶的种类及研究进展摘要：综述了耐低温橡胶材料的研究进展，重点介绍氟橡胶、硅橡胶、丁月青橡胶、聚氨酯橡胶、乙内橡胶、内烯酸酯橡胶、氯丁橡胶的耐低温性能，并总结提高橡胶耐低温性能的主要途径。关键字：耐低温橡胶；硅橡胶；氟橡胶；1.引言橡胶材料通常具冇低帑度、优良的机械性能和耐高低温特性、高的憎水性能，橡胶制品越来越广泛地应用于汽车、航空航天、石油开采等领域。随着这些领域的深入发展，对橡胶的需求虽不断增加。同吋对橡胶的性能要求也越来越苛刻，在高寒地区及航空航天领域的应用对橡胶材料低温性

2、能提出更高要求。为保证橡胶制品氏期稳定使用，橡胶材料必须具冇优异的力学性能，热老化性能及在低温下的柔韧性。⑴1.橡胶的性质在极端低温环境中，橡胶分了热运动减弱，分了链及分了链段因冻结而火去弹性，橡胶制品用作密封元器件时，低温会导致橡胶硬度增加，失去应冇的弹性，密封性能减弱，进而影响机械的整体性能。研究农明，橡胶制品的耐寒性主要取决于高聚物的两个慕本因素：玻璃化转变温度和结晶性。玻璃化温度（Tg）是指橡胶的分子链段由运动到冻结的转变温度。分子链段运动是通过主链单键内旋转实现的，所以橡胶分子链的柔顺性决定橡胶的耐寒性。增加橡胶分子的柔顺性是解决橡胶耐低温性能的关键。减弱分子

3、链柔性或增加分子间作用力的因索，例如引入极性侧基、庞大侧基、交联、结晶都会使Tg升高；反Z,增加分了链柔⑵性的因索，如加入软化剂或引入柔性基团都会使Tg下降。I橡胶的耐低温性能通常在一定程度上由住胶的耐寒性能决定，在超低温环境下使用时，分子链段必须能够保持运动，通常英运动是由其分了内单键振动引起的，所以分子的刚性不利于其耐低温性能的改善，采用柔性链段或者减弱分子间的相互作用力，避免极性、体积人的侧基引入引起聚合物材料低温性能的降低。研究表明，橡胶的物理性能打橡胶分子的结构、补强体系、硫化体系等配合体系冇着密切的关系。随着工业的发展，对橡胶的性能要求也越来越苛刻，开发研究

4、新型多功能橡胶将成为今后橡胶研发的主要趋势。2.国内外耐寒性橡胶研究状况目前，国内外研究的具冇一定耐低温能力的橡胶冇数io种Z多，以下是常用的儿种耐低温橡胶的改性研究现状。3・1氟橡胶氟橡胶（FPM）是指主链或侧链的碳原了上连接冇弑原了的一种介成高分了弹性体。与其它橡胶相比，緘橡胶具冇优良的耐高温、耐油及耐多种化学药品腐蚀的特性，但英弹性较差，耐低温性能一般。橡胶的耐寒性与英分了结构冇关，通常主链上含冇双键和瞇键结构的橡胶，英耐低温性能良好。而主链上不含双键结构，侧链上含有极性基团的橡胶的耐寒性较走，氟橡胶正属于这种分子结构，所以其耐寒性较差。降低耐低温氟弹性体的玻璃化

5、温度的方法主要冇三种:一是改变耐低温氟弹性体的共聚组成，提高氟弹性体屮VDF含量；二是引入低温改性共聚单体，在氟弹性体的侧链中引入较多的柔顺性较好的瞇键，以降低氛弹性体的玻璃化温度；三是在混炼胶中加入玻璃化温度较低的低温改性助剂。OtazaghineB等人合成了一系列不同纟R成的VDF—全氟甲基乙烯基讎（PMVE）二元共聚物，发现共聚物中VDF含量越髙吋，共聚物的玻璃化温度越低，VDF摩尔分数为66.3%时[41共聚物玻璃化温度为-35.8°C,VDF摩尔分数为86.6%时共聚物玻璃化温度为--41・4°C。FPM和乙丙橡胶并用可提高材料的弹性、耐低温性能和降低成本。由

6、于EPDM是一种性能优良的通用橡胶，具有极高的化学稳定性、耐热、耐候、I耐臭氧、耐水、耐水蒸汽、耐化学药品等许多优良性能，四丙氟橡胶和当于乙烯分了的氟取代物与丙烯的共聚物，因此,两种橡胶在组成结构上的相似，为两者的并用提供了相容性基础。当四丙氟橡胶屮并川20%（质量分数）的乙丙橡胶时，所获得的并用胶综合性能比佼好。通过将EPDMLjfpm共混,能够在保证FPM优良耐腐蚀性能的同时，提高材料的耐低温性与弹性，改善加工工艺性能并降低材料成木。北京航空材料研究院将FPM和氟醴橡胶并用，研制出氟橡胶FX213,改善了FPM的低温性能，其脆性温度可达-45°C,已成功地用于制造运

7、载火箭密封件，而且其价格比氟瞇橡胶大大降低。吴伟选用双酚AF与DCP并用体系作为FPM的硫化剂时,FPM的脆性温度（耐低温性能）得到了明显的改善。3.2硅橡胶硅橡胶是指分子主链以Si-0键为主，而侧基为有机基团（主要是甲基）的一类线形聚合物，是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性体。由于具主链的Si-0键键能比一般橡胶分了主链的C-C键键能高得多，硅橡胶具有优异的耐热性、弹性、耐寒性，优良的脱模性、电气性、透气性、导热性、防水性及良好的温度稳定性。⑸市于硅橡胶具有优界的耐候性，因此，近年来硅橡胶胶粘剂被广泛地应川于航空航犬领域。例如：俄罗斯