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氟橡膠的結構特點和應用領域都有哪些?

發布(bù)時間:2023-12-28 瀏覽人數:413

由於聚烯烴類氟橡膠(26 型氟橡膠,23 型氟(fú)橡(xiàng))和亞硝基氟橡膠(jiāo)中,主鏈上都沒有不飽和的C=C 鍵結構。減(jiǎn)少了由於氧化和熱(rè)解作用在主鏈上產(chǎn)生降解、斷鏈的可能。偏氟乙烯中亞甲基基團對聚合物鏈的柔軟性起著相當重(chóng)要的作用,例如氟橡膠23-21 和氟(fú)橡膠23-11 是分(fèn)別由偏氟乙烯和三(sān)氟氯乙烯按7 ∶3 和5 ∶5 的比例組成,顯然(rán),前者比後者柔軟。

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無論是偏氟乙(yǐ)烯和三氟氯乙(yǐ)烯,或者(zhě)前者和(hé)六氟丙烯的共聚物以及它們和(hé)四氟乙烯的三聚物,都(dōu)可以是以晶態為主或無定形態(tài)為主。這取決於當一個單體為共聚物的主要鏈(liàn)段時,另一個單體介入的含量。電子衍射研究指出,在(zài)偏氟乙(yǐ)烯鏈段中六氟丙烯摩爾分數達7%,或者在三氟氯乙(yǐ)烯的鏈段中偏(piān)氟乙烯的摩爾分數達(dá)16%時,這兩種共聚物(wù)仍具有和其(qí)相當的均聚物的晶體結構。但是,當前者的六氟丙烯摩爾分數增加到(dào)15%以上,或(huò)者後者(zhě)的偏氟乙烯(xī)摩爾分數增加到25%以上時,晶格就被大幅度破壞(huài),導致它們具有橡膠(jiāo)性能為主的無(wú)定形結構(gòu)。這是由於第二單體引入量的增加,破壞了其原有(yǒu)分子鏈的規整性。氟橡(xiàng)膠可以與丁(dīng)腈橡膠、丙烯(xī)酸(suān)酯橡膠、乙丙橡膠、矽橡膠、氟矽(guī)橡膠等並用,以降低成(chéng)本,改善物理機械性能和(hé)工藝性能。


最早的氟橡(xiàng)膠為1948 年美(měi)國DuPont 公司試製出的聚-2-氟代-1,3-丁二烯及其與苯乙烯、丙烯等的共聚體,其性能並不比氯丁橡膠、丁橡膠突出,而且價格昂貴,沒(méi)有實際工(gōng)業價值。20世紀50 年代後期,美國Thiokol 公司開發了一種低溫性能好、耐強氧化劑(N2O4)的二元亞硝基氟橡膠。氟橡膠開始進入實(shí)際工業應(yīng)用。中國從1958 年開始也開發了多種氟(fú)橡膠,主要(yào)為聚烯烴類氟橡膠,如23 型、26 型、246 型以(yǐ)及亞硝基類氟橡膠;隨後又發展(zhǎn)了較新品種(zhǒng)的四丙氟橡膠(jiāo)、全氟醚(mí)橡膠、氟化磷橡膠。這些氟(fú)橡膠品種都首先以航(háng)空、航天等國防軍工配套需要出發,逐(zhú)步推(tuī)廣應(yīng)用到民用(yòng)工業部門,已應用於現代航空、導彈、火箭、宇宙(zhòu)航行、艦艇、原子能等尖端技(jì)術及汽車(chē)、造(zào)船、化(huà)學、石油、電(diàn)訊(xùn)、儀器、機械等工(gōng)業領(lǐng)域。


氟橡膠在日常生活(huó)中的應用領域非常(cháng)廣泛,譬如在汽車配件、航空與航(háng)天領域(yù)、機械密封、泵、反應器、攪拌器、壓縮機外殼、閥、各類儀表(biǎo)和其它設備上用作閥(fá)座、閥杆的填料,隔膜和墊片,以及在橡膠板(bǎn)行業、半導體製造行業和食品與製藥等行業都很發(fā)揮其作用。


隨著無(wú)鉛汽油(yóu)和電噴裝置等在汽車上使用,燃油膠管的結(jié)構和材料變化很大,內(nèi)膠層已用氟橡膠來(lái)代替丁腈橡膠,為了降(jiàng)低燃(rán)油滲透和進一步改進耐熱性,內膠層多(duō)采用複合結構,即由氟橡膠和氯醇橡(xiàng)膠或丙烯酸酯橡膠組成,由於氟橡膠價(jià)格比較昂貴(guì),因此氟橡膠層比較薄,厚度約為0.2~0.7 mm。這種結構燃油(yóu)膠(jiāo)管已成為國外的主流產品。我國也已開發(fā)出這種氟橡膠為內層(céng)的膠管,並在桑塔納、奧(ào)迪、捷達、富康(kāng)等型號的轎車上(shàng)使用。在技術含量(liàng)較(jiào)高的汽車發動機、變速箱、汽門油(yóu)封方麵,所選用的材料主要是氟(fú)橡(xiàng)膠、氫化丁腈橡膠等。


氟(fú)橡膠和(hé)矽橡膠複合油封(fēng)已成為最常用(yòng)的發動機曲軸油封。裝卸車液壓係統和大型(xíng)裝卸車液壓係統連(lián)續工作時間長,油溫及機(jī)件溫度上升很快,普通橡膠不能滿足其工作要求,而氟橡膠製品(pǐn)憑其優良的耐溫性能,能滿足各種苛(kē)刻的技術要求。伴隨著汽車工業對(duì)可靠性、安(ān)全性等要求的不斷(duàn)提升,氟橡膠在汽車行業中的需求量也呈現出迅速增(zēng)長趨勢。


除汽車工業應用以外,氟橡膠(jiāo)密封件被應用在鑽井機(jī)械、煉油(yóu)設(shè)備、天然氣以及電廠脫硫裝置上,可以(yǐ)同時承受(shòu)高(gāo)溫、高壓、油類(lèi)和強腐蝕(shí)介(jiè)質等苛刻條件;在化工生產(chǎn)中氟橡膠密封件被用在泵(bèng)、設(shè)備容器(qì)之中,用於密封無機酸、有(yǒu)機(jī)物等化學物質。在石油和化學工業中氟橡膠密封產品用於機械密封(fēng)、泵、反應器、攪拌器、壓(yā)縮機外殼、閥、各類儀表和其它設備上(shàng),如(rú)通常用作閥座、閥杆的填料,隔膜和墊片。氟橡膠更(gèng)是現代航(háng)空、導彈、火箭、宇宙航行(háng)、艦艇、原子能等尖端科學技術(shù)不(bú)可(kě)缺(quē)少的高性能材料之(zhī)一,近些年在航空和航天領域中,氟橡膠新產品不斷地開發出來。


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