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    橡膠接頭:氟橡膠

    責任編輯:橡膠接頭 橡膠軟接頭 橡膠軟連接 發布時間:2017-10-09 10:08 瀏覽次數:
      氟橡膠是指主鏈或側鏈的碳原子上含有氟原子的*種高分子彈性體,它具有.別優異的性能,大量用于.殊密封制品的生產。據報道,美*50%的氟橡膠用于橡膠密封制品;日本的應用比例更大,高達80%。中*氟橡膠在這**域的應用比例也在不斷提高。
      維通型氟橡膠
      氟-26或氟-246(即維通型氟橡膠),是偏氟乙烯、六氟丙烯的二元和三元(.三單體為四氟乙烯)共聚物,其用量占世界氟橡膠總消耗量的90%以上。
      自1956年美*杜邦公司的氟橡膠試驗裝置投產后,1958年即建成1800噸/年的規模生產裝置,其后它的發展十分迅速。六十年代中后期,年遞增率為20-30%,七十年代的增長率為10%,八十年代仍保持7-8%的增長速度,而且這種趨勢*直保持下來。
      維通型氟橡膠的高速發展,主要因為它具有優異的綜合性能,包括力學強度較高,熱穩定性好,耐介質性能.別優異,而且加工生產工藝方便、成本較低。因此,它在氟彈性體中占有*對優勢的地位,已廣泛用于航天、航空、交通、石油、機械、冶金、化工等工業部門,并在各個*域取得較好的經濟效益和社會效益。
      氟橡膠的主要性能
      26型氟橡膠*般的配合強度為10-20Mpa;伸長率為150-300%;撕裂強度在20-40KN/m之間,但是它的彈性較差。
      氟橡膠的摩擦系數是0.8,比丁腈橡膠的摩擦系數(0.9-1.5)小。
      耐高溫性能
      氟橡膠和硅橡膠的耐高溫性能,是目前現有橡膠中.好的。F26-41氟橡膠可在200-250℃下長期工作,在300℃也可短期工作,F246的耐熱性能比F26更好*點。
      氟橡膠的拉伸強度和硬度隨溫度升高而明顯下降。拉伸強度和硬度的變化.點是:在150℃以下,隨溫度升高而迅速降低:在150-260℃之間,隨溫度升高緩慢下降。
      耐腐蝕性能
      氟橡膠具有*越的耐腐蝕性能。它對有機液體、不同燃料油和潤滑油的穩定性優異。對大部分無機酸、碳氫化合物、苯和甲苯有良好的抗蝕性。僅僅對低分子的酯、醚、酮以及部分胺類化合物無此性能。
      耐熱水和過熱蒸汽的性能
      橡膠對熱水作用的穩定性,不僅取決于本體材料,而且決定于膠料的配合。對氟橡膠來說,過氧化物硫化的氟橡膠優于胺類和酚類硫化體系的膠料。應該說,氟橡膠的耐熱水和過熱蒸汽性能*般,不如乙丙橡膠,在180℃×24h的過熱水浸泡后體積變化不超過10%,物理性能沒有太大的變化。
      壓縮*變形性能
      氟橡膠用于高溫下的密封中,壓縮變形是它的關鍵性能。維通型氟橡膠之所以得到.其廣泛的應用,是與其壓縮變形的改進分不開的。美*杜邦公司從六七十年代開始致力于提高氟橡膠壓縮變形的抗耐性,并取得顯著的效果。
      耐低溫性能
      氟橡膠的耐低溫性能*般,它能保持彈性的.限溫度為-15--20℃。隨著溫度的降低,它的拉伸強度變大,在低溫下顯得強韌。在測2mm厚的標準試樣時,它的脆性溫度在-30℃左右;厚度1.87mm時為-45℃;厚度0.63mm時為-53℃;厚度0.25mm時為-69℃。*般氟橡膠的使用溫度可略低于脆性溫度。如美**用標準MIL-25879D中規定使用溫度為-40-205℃。*外對氟橡膠在航空發動機中使用溫度.限為-35℃。
      耐氣候老化和耐臭氧性
      VitonA自然存放10年之后的性能仍然是令人滿意的。在臭氧濃度為0.01%的空氣中,經45天作用沒有明顯龜裂。它的耐氣候老化和耐臭氧性是令人滿意的。
      電性能
      氟橡膠的電*緣性能不是太好,只適于低頻低壓下使用。溫度對它的電性能影響很大,從24℃升到184℃時,其*緣電阻下降35000倍。
      氣透性
      氟橡膠的氣體溶解度比較大,其擴散速度比較小,總的氣透性很小。在氟橡膠中,填料的加入,充填了橡膠內部的空隙,從而使硫化膠的氣透性變小,這對于真空密封是很有利的。如配合適中,氟橡膠可解決10-7Pa真空密封。
      耐燃性
      氟橡膠遇火能燃燒,離火即自熄。
      氟橡膠配合的技術
      氟橡膠的配方*般是由生膠、吸酸劑、硫化劑、促進劑、補強填充劑、加工助劑等組成的。
      生膠
      *產氟橡膠和*外的氟橡膠的性能基本相同,只是加工性能有些差異,*產膠的加工性能較差,主要是門尼粘度較高,相應影響膠料加工流動性。
      *產氟橡膠26相當于美*杜邦公司的VitonA,氟橡膠246則相當于VitonB。*外的氟橡膠生膠,有不少已加入了硫化劑,如美*3M公司和日本大金公司*應的氟橡膠。
      硫化劑
      硫化是使氟橡膠產生*定程度的交聯,使其具有良好的使用性能。氟橡膠硫化可以釆用親核試劑的離子加成機理進行,也可以采用過氧化物或射線以自由基機理進行。
      在密封制品中,為使其有較小的壓縮變形值,應優先選用酚類化合物作為硫化劑。如對苯二酚、雙酚A、雙酚AF等,并配用相應的促進劑,以適合高層次的性能要求。
      在解決腐蝕介質的抗耐性上,建議釆用過氧化物硫化氟橡膠。
      吸酸劑
      吸酸劑也稱為穩定劑。它是為了解決氟橡膠加工過程產生氟化氫對金屬的腐蝕和污染,使硫化反應順利進行,包括Ca(OH)2、MgO、CaO、ZnO、PbO、二鹽基亞磷酸鉛等,其用量*般在5-10份。它們的加入各有.點:MgO耐熱性好;PbO耐酸性好;CaO壓縮變形小,對消除氣泡有利;ZnO和二鹽基亞磷酸鉛令膠料流動性得到改善,耐水性好;Ca(OH)2壓縮變形小,加入Ca(OH)2和活性MgO,在酚類硫化體系中,可得到低壓縮變形的膠料。
      補強填充劑
      氟橡膠是*種自補強性能的橡膠。由于性能要求和用途的不同,需要通過補強、填充體系進行調節,使其功能和成本適應用戶的需要。*般用量在10-30份之間。目前常用的補強填充劑大致上有熱裂法炭黑(N-990)、噴霧碳黑、白炭黑、硫酸鈣、硫酸鋇、氧化鈣、炭纖維等。
      用加拿大進口的N990炭黑或噴霧碳黑,在黑色制品中均取得較好的加工工藝和相應的物理性能。
      加入20份炭纖維的氟橡膠,膠料流動性好,加工硫化復雜形狀產品之后,其外觀比N-990和噴霧碳黑較*,表面光滑。由于炭纖維的膠料導熱系數大,適合高速運動橡膠件的使用。應該指明的是加入炭纖維的成本高,而伸長率低。
      彩色氟橡膠制品可以使用白炭黑、鈦白、氟化鈣、碳酸鈣等,配用不同的顏料即可得到相應的膠料。但是,在加工壓縮型密封制品時,要注意顏料與高溫的合理匹配,還要控制膠料的壓縮變形值,以使產品適應壓縮下的工作需要。
      加工助劑
      加工助劑是近年來氟橡膠加工的*大進步,它在不影響膠料發揮的前提下,改善氟橡膠的混煉工藝,防止焦燒,改進膠料的流動性和壓出性能,并能在加工中防止粘輥、粘模,起到外脫模劑的作用。
      在氟橡膠的加工中,已出現過氟蠟、低分子聚乙烯、硬脂酸鋅、Ws280、棕櫚蠟、模.麗935P等新的加工助劑,為氟橡膠的加工和應用提*了新的手段。它的加入量為1-2份。
      氟橡膠的應用
      氟橡膠具有優異的綜合性能,應用範圍廣泛。
      高溫密封
      深井溫度計是油田接觸高溫超高壓的測試手段,它要求滿足在200℃、50MPa的條件下工作。
      經過對氟橡膠硫化體系的篩選和選用合適的配方,生產的制品不僅可以滿足200℃和50MPa的密封使用要求,而且可以制成在180℃、
      140MPa和250℃、100Mpa條件下使用的密封圈。
      在內燃機車汽缸套中使用氟橡膠O形圈,其工作溫度在180-204℃之間(每臺機車汽缸套O形圈共32種),經過10000小時的長期考核之后,仍能保持良好的密封狀態。拆檢后,其O形圈的壓縮變形很小。
      高溫高壓閥門密封圈也需要使用氟橡膠材料,并且在高溫低壓閥門的密封上也有使用。
      真空儀器、設備的應用
      氟橡膠在各個橡膠中具有較低的氣透性。加入補強填充劑之后,填補了高分子的*部分空隙,氟橡膠的間隙變小,氣透性隨之減小,是真空密封的好材料。從幾種橡膠的對比中可以發現,氟橡膠的真空出氣率和真空失重都是.小的。
      利用氟橡膠物的這*.性,可制成能夠在超高真空和高溫烘烤下工作的密封制品,用于電子能譜儀、超高真空電子束區熔瀘爐、超高真空機電機組和渦輪泵等真空儀器設備上。在200-250℃的烘烤溫度下,無論是固定密封還是動密封處的零件,均可達到10-7Pa的超高真空密封要求。
      低溫密封的應用
      通常氟橡膠在-20℃左右就失去橡膠的高彈性,它在動態下的使用溫度.限為-29℃,在-34℃就變硬發脆。所以,氟橡膠的低溫性能并不理想。但是,由于氟橡膠低溫下的韌性好,在低溫下還可以發揮作用。
      為了解決氟橡膠在低溫下的應用問題,從1957年杜邦公司開發氟橡膠以來,美*空**直致力于尋找-54-204℃工作的氟橡膠密封材料,以求解決高寒地區施工機械的密封問題。另外,航空、航天技術裝備也需要耐寒性好的橡膠;谝陨锨闆r,美*杜邦公司和3M公司進行了大量研究。1978年投產的VitonGLT,其動態使用.低溫度為-46℃;而VitonECD-487則可滿足航空密封劑-54℃的使用要求。
      中科院化學研究所使用的KH-1熱釋電儀,要求在-150*+250℃的低真空下對高分子化合物進行檢測。中*釆用了*產氟橡膠O形圈,解決了該儀器的高低溫密封要求,經反復使用,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膠作為密封材料,其真空度達到10-5Pa,并成功地用于 -253℃、7Mpa的氦容器的密封。
      可以說,對於靜態無沖擊條件下的密封,利用氟橡膠在低溫下的韌性,氟橡膠O形圈可以在-240℃下使用。
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