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橡胶接头:氟橡胶

责任编辑:橡胶接头 橡胶软接头 橡胶软连接 发布时间:2017-10-09 10:08 浏览次数:
  氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的*种高分子弹性体,它具有.别优异的性能,大量用于.殊密封制品的生产。据报道,美*50%的氟橡胶用于橡胶密封制品;日本的应用比例更大,高达80%。中*氟橡胶在这**域的应用比例也在不断提高。
  维通型氟橡胶
  氟-26或氟-246(即维通型氟橡胶),是偏氟乙烯、六氟丙烯的二元和三元(.三单体为四氟乙烯)共聚物,其用量占世界氟橡胶总消耗量的90%以上。
  自1956年美*杜邦公司的氟橡胶试验装置投产后,1958年即建成1800吨/年的规模生产装置,其后它的发展十分迅速。六十年代中后期,年递增率为20-30%,七十年代的增长率为10%,八十年代仍保持7-8%的增长速度,而且这种趋势*直保持下来。
  维通型氟橡胶的高速发展,主要因为它具有优异的综合性能,包括力学强度较高,热稳定性好,耐介质性能.别优异,而且加工生产工艺方便、成本较低。因此,它在氟弹性体中占有*对优势的地位,已广泛用于航天、航空、交通、石油、机械、冶金、化工等工业部门,并在各个*域取得较好的经济效益和社会效益。
  氟橡胶的主要性能
  26型氟橡胶*般的配合强度为10-20Mpa;伸长率为150-300%;撕裂强度在20-40KN/m之间,但是它的弹性较差。
  氟橡胶的摩擦系数是0.8,比丁腈橡胶的摩擦系数(0.9-1.5)小。
  耐高温性能
  氟橡胶和硅橡胶的耐高温性能,是目前现有橡胶中.好的。F26-41氟橡胶可在200-250℃下长期工作,在300℃也可短期工作,F246的耐热性能比F26更好*点。
  氟橡胶的拉伸强度和硬度随温度升高而明显下降。拉伸强度和硬度的变化.点是:在150℃以下,随温度升高而迅速降低:在150-260℃之间,随温度升高缓慢下降。
  耐腐蚀性能
  氟橡胶具有*越的耐腐蚀性能。它对有机液体、不同燃料油和润滑油的稳定性优异。对大部分无机酸、碳氢化合物、苯和甲苯有良好的抗蚀性。仅仅对低分子的酯、醚、酮以及部分胺类化合物无此性能。
  耐热水和过热蒸汽的性能
  橡胶对热水作用的稳定性,不仅取决于本体材料,而且决定于胶料的配合。对氟橡胶来说,过氧化物硫化的氟橡胶优于胺类和酚类硫化体系的胶料。应该说,氟橡胶的耐热水和过热蒸汽性能*般,不如乙丙橡胶,在180℃×24h的过热水浸泡后体积变化不超过10%,物理性能没有太大的变化。
  压缩*变形性能
  氟橡胶用于高温下的密封中,压缩变形是它的关键性能。维通型氟橡胶之所以得到.其广泛的应用,是与其压缩变形的改进分不开的。美*杜邦公司从六七十年代开始致力于提高氟橡胶压缩变形的抗耐性,并取得显着的效果。
  耐低温性能
  氟橡胶的耐低温性能*般,它能保持弹性的.限温度为-15--20℃。随着温度的降低,它的拉伸强度变大,在低温下显得强韧。在测2mm厚的标准试样时,它的脆性温度在-30℃左右;厚度1.87mm时为-45℃;厚度0.63mm时为-53℃;厚度0.25mm时为-69℃。*般氟橡胶的使用温度可略低于脆性温度。如美**用标准MIL-25879D中规定使用温度为-40-205℃。*外对氟橡胶在航空发动机中使用温度.限为-35℃。
  耐气候老化和耐臭氧性
  VitonA自然存放10年之后的性能仍然是令人满意的。在臭氧浓度为0.01%的空气中,经45天作用没有明显龟裂。它的耐气候老化和耐臭氧性是令人满意的。
  电性能
  氟橡胶的电*缘性能不是太好,只适于低频低压下使用。温度对它的电性能影响很大,从24℃升到184℃时,其*缘电阻下降35000倍。
  气透性
  氟橡胶的气体溶解度比较大,其扩散速度比较小,总的气透性很小。在氟橡胶中,填料的加入,充填了橡胶内部的空隙,从而使硫化胶的气透性变小,这对于真空密封是很有利的。如配合适中,氟橡胶可解决10-7Pa真空密封。
  耐燃性
  氟橡胶遇火能燃烧,离火即自熄。
  氟橡胶配合的技术
  氟橡胶的配方*般是由生胶、吸酸剂、硫化剂、促进剂、补强填充剂、加工助剂等组成的。
  生胶
  *产氟橡胶和*外的氟橡胶的性能基本相同,只是加工性能有些差异,*产胶的加工性能较差,主要是门尼粘度较高,相应影响胶料加工流动性。
  *产氟橡胶26相当于美*杜邦公司的VitonA,氟橡胶246则相当于VitonB。*外的氟橡胶生胶,有不少已加入了硫化剂,如美*3M公司和日本大金公司*应的氟橡胶。
  硫化剂
  硫化是使氟橡胶产生*定程度的交联,使其具有良好的使用性能。氟橡胶硫化可以釆用亲核试剂的离子加成机理进行,也可以采用过氧化物或射线以自由基机理进行。
  在密封制品中,为使其有较小的压缩变形值,应优先选用酚类化合物作为硫化剂。如对苯二酚、双酚A、双酚AF等,并配用相应的促进剂,以适合高层次的性能要求。
  在解决腐蚀介质的抗耐性上,建议釆用过氧化物硫化氟橡胶。
  吸酸剂
  吸酸剂也称为稳定剂。它是为了解决氟橡胶加工过程产生氟化氢对金属的腐蚀和污染,使硫化反应顺利进行,包括Ca(OH)2、MgO、CaO、ZnO、PbO、二盐基亚磷酸铅等,其用量*般在5-10份。它们的加入各有.点:MgO耐热性好;PbO耐酸性好;CaO压缩变形小,对消除气泡有利;ZnO和二盐基亚磷酸铅令胶料流动性得到改善,耐水性好;Ca(OH)2压缩变形小,加入Ca(OH)2和活性MgO,在酚类硫化体系中,可得到低压缩变形的胶料。
  补强填充剂
  氟橡胶是*种自补强性能的橡胶。由于性能要求和用途的不同,需要通过补强、填充体系进行调节,使其功能和成本适应用户的需要。*般用量在10-30份之间。目前常用的补强填充剂大致上有热裂法炭黑(N-990)、喷雾碳黑、白炭黑、硫酸钙、硫酸钡、氧化钙、炭纤维等。
  用加拿大进口的N990炭黑或喷雾碳黑,在黑色制品中均取得较好的加工工艺和相应的物理性能。
  加入20份炭纤维的氟橡胶,胶料流动性好,加工硫化复杂形状产品之后,其外观比N-990和喷雾碳黑较*,表面光滑。由于炭纤维的胶料导热系数大,适合高速运动橡胶件的使用。应该指明的是加入炭纤维的成本高,而伸长率低。
  彩色氟橡胶制品可以使用白炭黑、钛白、氟化钙、碳酸钙等,配用不同的颜料即可得到相应的胶料。但是,在加工压缩型密封制品时,要注意颜料与高温的合理匹配,还要控制胶料的压缩变形值,以使产品适应压缩下的工作需要。
  加工助剂
  加工助剂是近年来氟橡胶加工的*大进步,它在不影响胶料发挥的前提下,改善氟橡胶的混炼工艺,防止焦烧,改进胶料的流动性和压出性能,并能在加工中防止粘辊、粘模,起到外脱模剂的作用。
  在氟橡胶的加工中,已出现过氟蜡、低分子聚乙烯、硬脂酸锌、Ws280、棕榈蜡、模.丽935P等新的加工助剂,为氟橡胶的加工和应用提*了新的手段。它的加入量为1-2份。
  氟橡胶的应用
  氟橡胶具有优异的综合性能,应用範围广泛。
  高温密封
  深井温度计是油田接触高温超高压的测试手段,它要求满足在200℃、50MPa的条件下工作。
  经过对氟橡胶硫化体系的筛选和选用合适的配方,生产的制品不仅可以满足200℃和50MPa的密封使用要求,而且可以制成在180℃、
  140MPa和250℃、100Mpa条件下使用的密封圈。
  在内燃机车汽缸套中使用氟橡胶O形圈,其工作温度在180-204℃之间(每台机车汽缸套O形圈共32种),经过10000小时的长期考核之后,仍能保持良好的密封状态。拆检后,其O形圈的压缩变形很小。
  高温高压阀门密封圈也需要使用氟橡胶材料,并且在高温低压阀门的密封上也有使用。
  真空仪器、设备的应用
  氟橡胶在各个橡胶中具有较低的气透性。加入补强填充剂之后,填补了高分子的*部分空隙,氟橡胶的间隙变小,气透性随之减小,是真空密封的好材料。从几种橡胶的对比中可以发现,氟橡胶的真空出气率和真空失重都是.小的。
  利用氟橡胶物的这*.性,可制成能够在超高真空和高温烘烤下工作的密封制品,用于电子能谱仪、超高真空电子束区熔泸炉、超高真空机电机组和涡轮泵等真空仪器设备上。在200-250℃的烘烤温度下,无论是固定密封还是动密封处的零件,均可达到10-7Pa的超高真空密封要求。
  低温密封的应用
  通常氟橡胶在-20℃左右就失去橡胶的高弹性,它在动态下的使用温度.限为-29℃,在-34℃就变硬发脆。所以,氟橡胶的低温性能并不理想。但是,由于氟橡胶低温下的韧性好,在低温下还可以发挥作用。
  为了解决氟橡胶在低温下的应用问题,从1957年杜邦公司开发氟橡胶以来,美*空**直致力于寻找-54-204℃工作的氟橡胶密封材料,以求解决高寒地区施工机械的密封问题。另外,航空、航天技术装备也需要耐寒性好的橡胶。基于以上情况,美*杜邦公司和3M公司进行了大量研究。1978年投产的VitonGLT,其动态使用.低温度为-46℃;而VitonECD-487则可满足航空密封剂-54℃的使用要求。
  中科院化学研究所使用的KH-1热释电仪,要求在-150*+250℃的低真空下对高分子化合物进行检测。中*釆用了*产氟橡胶O形圈,解决了该仪器的高低温密封要求,经反复使用,性能可靠。
  此外,在大型粒子加速器真空室的密封上釆用氟橡胶作为密封材料,其真空度达到10-5Pa,并成功地用于 -253℃、7Mpa的氦容器的密封。
  可以说,对於静态无冲击条件下的密封,利用氟橡胶在低温下的韧性,氟橡胶O形圈可以在-240℃下使用。
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