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1、弹性体,20100625,20(3):67~71专论综述CHINAELASTOMERICS*耐低温橡胶的研究进展**李冠,邱俊明,邱祖民(南昌大学环境科学与工程学院,江西南昌330031)摘要:综述了耐低温橡胶的研究进展,主要对氟橡胶、硅橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶和聚氨酯橡胶的耐寒性性能及其改良方法进行了介绍,总结了目前提高橡胶耐低温性能的主要途径及对未来的发展方向提出一些看法,为制备耐低温橡胶提供参考。关键词:耐低温橡胶;橡胶改性;橡胶共混中图分类号:TQ333文献标识码:A文章编号:10
2、053174(2010)03006705橡胶制品越来越广泛的应用于汽车、航空航决定橡胶的耐寒性。减弱分子链柔性或增加分子天、石油开采等领域,随着这些领域的深入发展,间作用力的因素,例如引入极性侧基、庞大侧基、其对橡胶的需求量不断增加,同时,对橡胶的性能交联、结晶都会使Tg升高;反之,增加分子链柔要求也越来越苛刻,尤其是在航空航天、极地考察性的因素,如加软化剂或引入柔性基团都会使Tg[1]等领域,对橡胶制品的耐低温性能提出了更高的下降。要求。由于橡胶制品的特殊工作环境,橡胶制品1国内外耐寒性橡胶研究状况
3、需要具有良好的耐油耐溶剂性能且在长时间内保持稳定,并具有一定的抗拉伸、耐磨和撕裂强度的目前,国内外研究的具有一定耐低温能力的性能,且在低温条件下也要能长时间保持良好的橡胶有数10种之多,以下是常用的几种耐低温橡弹性。胶的改性研究现状。橡胶制品的强度及其力学性能的提高主要与1.1氟橡胶橡胶分子的结构、补强体系、硫化体系有关。橡胶氟橡胶(FPM)是指主链或侧链的碳原子上连[2]制品的耐油性取决于橡胶和油类的化学性质。油接有氟原子的一种合成高分子弹性体。与其它类化学品能渗透到橡胶制品中将其溶胀,使橡胶橡胶相比,氟橡胶
4、具有优良的耐高温、耐油及耐多制品变形,不稳定,机械强度和其它力学性能随之种化学药品腐蚀的特性,但其弹性较差,耐低温性下降。根据相似相容原理,分子中含有极性基团能一般,目前已有数10种氟弹性体,其中产量最大的橡胶制品对非极性油类稳定;分子中含有非极的品种包括偏氟乙烯(VDF)-六氟乙烯(HFP)类性基团的橡胶对极性油类稳定。橡胶制品的耐寒二元共聚氟弹性体和偏氟乙烯-四氟乙烯(TFE)性是指橡胶在一定低温下保持其弹性且很稳定的-六氟丙烯类三元共聚氟弹性体。VDF-HFP类二能力,主要取决于高聚物的2个基本过程:玻璃化
5、元共聚氟弹性体的玻璃化温度为-18,VDF-转变和结晶。玻璃化温度(Tg)是橡胶的分子链TFE-HFP类三元共聚氟弹性体的玻璃化温度为段由运动到冻结的转变温度,链段运动是通过主-13。表1列出了几种FPM及其脆性温度。链单键内旋转实现的,所以橡胶分子链的柔顺性橡胶的耐寒性与其分子结构有关,通常主链上含有双键和醚键结构的橡胶,其耐低温性能良收稿日期:2010-03-19好,而主链上不含双键结构,侧链上含有极性基团作者简介:李冠(1986-),男,重庆市人,在读硕士研究的橡胶的耐寒性较差,氟橡胶正属于这种分子结
6、生,主要研究方向为化学工程。*基金项目:南昌市科技研究重点资助项目(05011);教[3]构,所以其耐寒性较差。降低耐低温氟弹性体育部重点实验室开放课题(Z03981)**通讯联系人的玻璃化温度的方法主要有3种:一是改变耐低68弹性体第20卷温氟弹性体的共聚组成,提高氟弹性体中VDF保留了其耐化学介质、耐油、耐高温的突出优[8]含量;二是引入低温改性共聚单体,在氟弹性体的点。[9]侧链中引入较多的柔顺性较好的醚键以降低氟弹张官臣通过乳液共聚手段在氟碳大分子上性体的玻璃化温度;三是在混炼胶中加入玻璃化引
7、入了含醚结构单体合成了氟化磷腈橡胶,其氟温度较低的低温改性助剂。原子质量分数为54%,比氟橡胶要少,但其氢原表1普通氟橡胶胶种及其脆性温度子质量分数不超过1.4%,可以在170下长期生产厂家名称FPM品种脆性温度/工作,具有优异的低温柔顺性(-54~230)。三爱富2463-27~-28DuPontPeformanceElastomers公司以惰性2462-25端基的低相对分子质量全氟聚醚为低温改性助2603-25剂,用该低温改性助剂与氟弹性体共混后可以降3MFC2174-25大金G716-24~-25
8、低氟弹性体硫化胶的玻璃化温度从而改善低温性G723-25[10]能。晨光2463-24~-26北京航空材料研究院通过橡胶并用技术并用OtazaghineB等人合成了一系列不同组成的少量氟醚橡胶研制出氟橡胶FX-13,改善了氟VDF-全氟甲基乙烯基醚(PMVE)二元共聚物,橡胶的耐寒性,其脆性温度可达-45,已成功发现共聚物中VDF含量越高时,共聚物的玻璃用于制造长征系列
