浅谈氟橡胶的性能
图1 在204℃蒸汽中老化后的伸长率
氟橡胶具有独特的性能,它们的硫化胶各项性能分别叙述如下：
(1)一般物理机械性能
氟橡胶一般具有较高的拉伸强度和硬度,但弹性较差。26型氟橡胶的摩擦系数(0.80)较丁腈橡胶摩擦系数(0.90~1.05)小,一般说,耐磨性较好,但在光滑金属表面上的耐磨性较差。这是因为此时有较大的运动速度,产生较高的摩擦生热,从而导致橡胶的力学强度降低。环保发泡剂生产厂家-东莞欧文新材料为您提供最优质的产品及服务。
(2)耐热和耐温性能
在耐老化方面,氟橡胶可以和硅橡胶相媲美,优于其他橡胶。26型氟橡胶可在250°℃下长期工作,在300℃下短期工作,23型氟橡胶经200℃100老化后,仍具有较高的强力,也能承受250℃短期高温的作用。四丙氟橡胶的热分解温度在400℃以上,能在230℃下长期工作。应当指岀,氟橡胶在不同温度下性能变化大于硅橡胶和通用的丁基橡胶,其拉伸强度和硬度均随温度的升高而明显下降,其中拉伸强度的变化特点是:在150℃以下,随温度的升高而迅速降低,在150~260℃,则随温度的升高而下降较慢。
(3)耐腐蚀性能
氟橡胶的特点之一是具有极优越的耐腐蚀性能。一般说来,它对有机液体(燃料油、溶剂、液压介质等)、浓酸(硝酸、硫酸、盐酸)、高浓度过氧化氢和其他强氧化剂作用的稳定性方面,均优于其他各种橡胶。23型氟橡胶耐强氧化性酸(发烟硝酸和发烟硫酸等)的能力比26型氟橡胶好,但在耐芳香族溶剂、含氯有机溶剂、燃料油、液压油以及润滑油(特别是双酯类、硅酸酯类)和沸水性能方面,较26型差。
(4)耐过热水与蒸汽的性能
氟橡胶对热水作用的稳定性,不仅取决于生胶本身的性质,而且还决定于胶料的配合。对氟橡胶来说,这种性能主要取决于它的硫化体系。过氧化物硫化体系比胺类、双酚AF类硫化体系为佳。26型氟橡胶采用胺类硫化体系的硫化胶性能比通用耐热橡胶如乙丙橡胶、丁基橡胶还差。文献报道,采用过氧化物硫化体系的G型氟橡胶,其硫化胶的交联键较胺类、双酚AF类硫化胶的交联键对水解稳定性要好。G型过氧化物硫化体系的氟橡胶具有优良的耐高温蒸汽性。
(5)压缩永久变形性能
它是作为密封制品必须控制的一个重要性能。26型氟橡胶的压缩永久变形性能较其他氟橡胶都好,这是它之所以获得广泛应用的原因之一。在200~300℃的温度范围内其压缩永久变形显得很大。但在20世纪70年代美国 Du Pont公司对其进行了改进,发展了一种低压缩永久变形胶料( Viton E-60C),它是从生胶品种( Viton A改进为 Viton E-60)和硫化体系选择上(从胺类硫化改进为双酚AF硫化)进行改进的,这就使氟橡胶在200℃高温下长期密封时的压缩永久变形性较好,氟橡胶在149℃长期存放的条件下,其密封保持率在各类橡胶中处于领先的地位。
(6)耐寒性能
26型氟橡胶的耐寒性能较差,它能保持橡胶弹性的极限温度为-15~20℃。温度降低会使它的收缩加剧,变形增大。所以,当用作密封件时,往往会出现低温密封渗漏问题。但是,氟橡胶硫化胶的拉伸强度却随温度降低而增大,即它在低温下是强韧的。因此,其脆性温度随试样厚度而变化。例如26型氟橡胶在厚度为1.87mm时,其脆性温度是-45℃,厚度为0.63mm时是-53℃,厚度为0.25mm时是-69℃。它的标准试样26型氟橡胶的脆性温度是-25~-30℃,246型氟橡胶的脆性温度为-30~-40℃,23型氟橡胶的脆性温度为-45~-60℃。
(7)透气性能
氟橡胶的透气性是橡胶中较低的,与丁基橡胶、丁腈橡胶相近。填料的加入能使硫化胶的透气性变小,其中硫酸钡的效果较中粒子热裂法炭黑(MT)显著。氟橡胶的透气性随温度升高而增大,气体在氟橡胶中的溶解度较大,但扩散速度则很小,这有利于在真空条件下应用,但在加工时易产生“卷气”的麻烦。
(8)耐气候、耐臭氧性能
氟橡胶对日光、臭氧和气候的作用十分稳定。例如其硫化胶过10年自然老化后,还能保持较好的性能。拉伸25%的 Viton型氟橡胶试样,在0.01%臭氧的空气中,经受45d作用后,未产生任何明显的龟裂。在日光中曝晒2年后,也未发现龟裂。氟橡胶对微生物的作用也是稳定的。
(9)耐辐射性能
氟橡胶是属于耐中等剂量辐射的材料。高能射线的辐射作用能引起氟橡胶产生裂解和结构化。有人认为,高能射线对26型氟橡胶的主要作用能产生结构化,表现为硬度增加,伸长率下降,对23型氟橡胶则以裂解为主·表现为硬度、强力和伸长率均下降。
(10)耐燃性能
橡胶的耐燃性取决于分子结构中卤素的含量,卤素含量愈多,耐燃性愈好。氟橡胶与火焰接触能够燃烧,但离开火焰后就自动熄灭,所以氟橡胶属于自熄型橡胶。
(11)电性能
26型氟橡胶的电绝缘性能不是太好,只适于低频,低电压场合应用。温度对其电性能影响很大,即随温度升高,绝缘电阻明显下降,因此,氟橡胶不能作为高温下使用的绝缘材。填料种类和用量对电性能影响较大,沉淀碳酸钙赋予硫化胶较高的电性能,其他填料则稍差,填料的用量增加,电性能则随之下降。23型氟橡胶由于吸水较低,其电性能较26型氟橡胶好。
(12)耐高真空性能
氟橡胶具有极佳的耐真空性能。这是由于氟橡胶在高温、高真空条件下具有较小的放气率和极小的气体挥发量。26型、246型氟橡胶能够应用于133×10-9~133×10-10Pa的超高真空场合,是宇宙飞行器中的重要橡胶材料。氟橡胶可以与丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶等进行并用,以降低成本,改善物理机械性能和工艺性能。由于氟橡胶具有耐高温、耐油、耐高真空及酸碱、耐多种化学药品的特点,使它在现代航空、导弹、火箭、宇航,舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、石油、电信仪表、机械等工业部门中获得了应用。
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