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關于氟橡膠和氟硅橡膠并用膠的影響

氟橡膠被稱為“橡膠之王”,是一種含氟高分子彈性體,具有優異的耐介質性能、耐高溫性能、耐酸堿性能和耐高真空性能,但耐低溫性能較差,應用受到限制。

若將氟橡膠與氟硅橡膠并用,制備氟橡膠/氟硅橡膠并用膠,性能會產生什么影響呢?

氟硅橡膠是一種側鏈含有氟原子的硅橡膠,其主鏈為硅氧鍵,分子鏈柔順性好,耐低溫性能優異。氟硅橡膠中含有一定量不飽和鍵,可以采用過氧化物硫化體系進行硫化。

氟橡膠的硫化溫度和硫化時間與氟硅橡膠大致相同,兩者可以實現共硫化,因此這兩種橡膠并用在理論上具有可行性。



中國兵器工業集團第五三研究所選取如下材料,進行了實驗

氟橡膠,牌號PL958,比利時蘇威公司產品;

氟硅橡膠,牌號QK-1006-1,深圳千京科技發展有限公司出品;

硅橡膠,牌號110-2,中昊晨光化工研究院產品;

  

物理性能對比

不同并用比氟橡膠/氟硅橡膠并用膠的物理性能如表2所示

 從表2可以看出,當氟橡膠/氟硅橡膠并用比為8/2時,并用膠的物理性能較好,這是由于該并用比下,氟橡膠與氟硅橡膠形成相互分散較好的海-島結構,而氟硅橡膠的比例相對增大或減小均會使兩相相容性變差。

耐介質性能和脆性溫度

體積(質量)變化率是試樣在介質中處理前后體積(質量)的變化率,其值越小,試樣的耐介質性能越好,反之越差。不同并用比氟橡膠/氟硅橡膠并用膠的耐介質性能和脆性溫度如表3所示。

 從表3可以看出:隨著氟硅橡膠用量增大,并用膠的耐介質性能略有下降,耐低溫性能明顯提高;普通氟橡膠的脆性溫度僅為-20 ℃左右,當氟橡膠/氟硅橡膠并用比為5/58/2時,并用膠的脆性溫度分別可達

52和-45 ℃,耐低溫性能大幅提高;氟硅橡膠提高并用膠耐低溫性能的同時并未使其耐介質性能大幅降低,即便氟橡膠/氟硅橡膠并用比為5/5,并用膠仍具有優異的耐介質性能。

SEM分析

選取氟橡膠/氟硅橡膠并用比為8/25/5的并用膠進行斷面微觀形態分析

當氟橡膠/氟硅橡膠并用比為8/2時,并用膠形成了均勻的相態結構,未出現明顯分層,說明兩種膠實現了共硫化,宏觀表現出優異的物理性能;當氟橡膠/氟硅橡膠并用比為5/5時,并用膠出現明顯的中空區域,受力時會產生裂紋使其性能明顯降低,這表明兩種膠難以混合均勻,不能形成分散均勻的海-島或者海-海結構。

結論

1)隨著氟硅橡膠用量增大,并用膠的脆性溫度降低,耐低溫性能明顯提高。

2)當氟橡膠/氟硅橡膠并用比為8/2時,并用膠的微觀結構未出現明顯分層現象,物理性能較好。

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