AFLAS、FKM、TPV的特點與區(qū)彆
1976年,美國**公司推出係列過氧化物硫化氟橡膠,其中就有氟醚橡膠Viton GLT和GFLT,GFLT是高氟含量的GLTE6,73。前幾年,**公司采用白有的APA(**聚合物設(shè)計)技術(shù)開發(fā)出性能更好的氟醚橡膠VitonGLT-S,GBLT-S和GFLT-Sc82。**公司的氟醚橡膠VitonGLT和GFLT是VDF,PFMVE和TFE的共聚物,在主鏈上引入含溴的提供過氧化物硫化位置的單體(CSM),可能是三氟溴乙烯。采用APA技術(shù)的新型耐寒氟橡膠的聚合物組成與GLT相同,隻是采用改進的提供過氧化物硫化位置的單體(1CSM),但ICSM的成分不詳。采用APA技術(shù)的氟醚橡膠可大大縮短二段硫化時間,由24h縮短至4h(硫化溫度為230℃)。
日本大金公司工業(yè)化生產(chǎn)的氟醚橡膠DALELL丁-302的聚合物組成和CSM與**公司產(chǎn)品有所不同,其為VDF、HFP和全氟烷基乙烯基醚的共聚物,CSM為含碘化合物。通過碘轉(zhuǎn)移聚合(10dine-transferP01ymerizatiOn)將含碘的可硫化單體引入聚合物中,位於直鏈聚合物的兩端。對於密封性能要求較高的製品,需要提高交聯(lián)密度,因此開發(fā)了支化型氟醚橡膠,即將碘基團也引入側(cè)基,以增大硫化位置的濃度。DALEL LT-302可以不用二段硫化,或在較低溫度下進行短時間二段硫化(180℃×4h)。
俄羅斯也生產(chǎn)氟醚橡膠,牌號為CK中260和CK0460,具體成分不詳。
氟醚橡膠與全氟醚橡膠不同,全氟醚橡膠分子鏈中全部為C-F鍵,不含C-H鍵,而氟醚橡膠中含有C-H鍵。全氟醚橡膠耐高溫和耐介質(zhì)性能優(yōu)異,使用溫度可達288℃,經(jīng)過316℃×336 h老化後,其拉伸強度保持率達到76%。全氟醚橡膠主要用於航天、石化和原子能等部門,價格昂貴,但其耐寒性能不佳,脆性溫度雖然達到-39℃,但溫度回縮試驗TR10僅為-2℃,克拉什-伯格柔軟溫度也僅為-2℃。
氟醚橡膠與氟橡膠的性能對比如表5和6所示。從表5可以看出,氟醚橡膠的耐寒性能優(yōu)於低壓縮長久變形氟橡膠ⅥtonE-60和GH。從表6可以看出,雖然V讓onGLT和GFLT在高溫下的耐壓縮長久變形性能不及Vi-tonE-60,但其在-30℃時的耐壓縮長久變形性能卻明顯優(yōu)於VitonE-60C,因此VitonGLT在低溫密封臺架試驗時的表現(xiàn)較好。此外,采用細煤粉(AustingBlack,美國SlabFOrkCoal公司產(chǎn)品)部分替代炭黑N908,可明顯改善氟醚橡膠在高溫下的耐壓縮長久變形性能,使ⅥtonGLT的耐壓縮長久變形性能與VitonE-60C接近。
日本大金公司的氟醚橡膠DALELLT302由於采用了一些特殊技術(shù),如采用碘轉(zhuǎn)移聚合控製相對分子質(zhì)量分布,在共聚物分子鏈端部提供過氧化物硫化位置以及通過分子設(shè)計提高耐低溫性能,因此具有更好的耐壓縮長久變形性能,同時保持良好的耐寒和耐油性能(見表7)。
與ⅥtonGLT相比,DALELLT-302的二段硫化溫度大幅度降低,硫化時間明顯縮短,若采用硫化劑DCP或BIPB替代硫化劑雙25,還可以取消二段硫化,其耐壓縮長久變形性能不會下降(見表8)。
表5 氟醚橡膠與氟橡膠物理性能和耐寒性能對比
項目  | VitonGLT  | VitonGFLT  | VitonE-60C  | VitonGH5)  | |||
低硬度1)  | 中硬度1)  | 低硬度1)  | 中硬度1)  | 低硬度1)  | 中硬度1)  | ||
邵爾A型硬度/度  | 57  | 70  | 60  | 72  | 61  | 74  | 77  | 
100%定伸應(yīng)力/MPa  | 2.6  | 7.4  | 3.2  | 8.6  | 2.8  | 6.5  | 5.2  | 
拉伸強度/MPa  | 10.4  | 17.5  | 6.8  | 15.2  | 10.5  | 14.0  | 13.1  | 
拉斷伸長率/%  | 147  | 179  | 206  | 149  | 233  | 196  | 186  | 
壓縮長久變形/%  | 
  | ||||||
150℃×70 h  | 2l  | 22  | 24  | 26  | 10  | 12  | 
  | 
200℃×70 h  | 32  | 26  | 34  | 36  | 19  | 16  | 51  | 
Tg/℃  | --31  | --30  | --24  | --23  | --15  | -18  | 
  | 
溫度回縮試驗TR10/℃  | --31  | --31  | --25  | --25  | 一17  | --17  | --11  | 
脆性溫度/℃  | --49  | --45  | --41  | --40  | --23  | --22  | --40  | 
注:1)配方為氟醚橡膠 100,炭黑N990 10,氫氧化鈣 3,加工助劑 l,硫化劑雙25(質(zhì)量分數(shù)為0.45) 3,助交聯(lián)劑TAlC 3;2)配方為氟醚橡膠 100,炭黑N990 30,氫氧化鈣 3,加工助劑 1,硫化劑雙25(質(zhì)量分數(shù)為0.45) 3,助交聯(lián)劑TAIC 3;3)配方為VitonE-60C(含硫化劑雙酚AF和促進劑BPP的母煉膠) 100,炭黑N990 10,高活性氧化鎂 3,氫氧化鈣 6,加工助劑 1;4)配方中炭黑N990用量為30份,其餘組分和用量與低硬度VitonE-60C相同;5)配方為VitonGH 100,炭黑N908 30,升華氧化鉛 3,加工助劑 2,硫化劑雙25(質(zhì)量分數(shù)為0.45) 2.5,助交聯(lián)劑TAIC 2.5。一段硫化條件為177℃×10min,二硫化條件為232℃×24h。
表6 氟醚橡膠與氟橡膠耐壓縮長久變形和低溫密封性能對比
項目,  | VitonGLT  | VitonE-60C  | |
l#配方  | 2#配方  | ||
壓縮長久變形/%  | 
  | ||
232℃×70h  | 57  | 36  | 30  | 
200℃×70h  | 30  | 21  | 18  | 
0℃×70h  | 47  | 48  | 23  | 
-20℃×70h  | 77  | 77  | 73  | 
-30℃×70h  | 73  | 73  | 92  | 
低溫臺架試驗  | 
  | ||
密封溫度/℃  | -40  | -46  | -29  | 
泄漏溫度/℃  | -46  | -54  | -34  | 
注:p配方(標準配方)為VitonGLT 100,炭黑N908 30,氫氧化鈣 4,硫化劑雙2S(質(zhì)量分數(shù)為0.45) 4,助交聯(lián)劑TA-IC 4;2#配方(低壓縮長久變形配方)為VitonGLT 100,炭黑N908 10,細煤粉 20,氫氧化鈣 4,硫化劑雙25(質(zhì)量分數(shù)為0.45) 4,助交聯(lián)劑TAIC 4 Vlton E-60C配方為VitonE-60C 100,炭黑N908 30,活性氧化鎂 3,氫氧化鈣 6。一段硫化條件為177℃×10min,二段硫化條件為232℃×24h。
表7 DAI-ELLT-302與VitonGLT的性能對比
項目  | DAI-ELLT-3021)  | VitonGLT2)  | 
邵爾A型硬度/度  | 67  | 67  | 
100%定伸應(yīng)力/MPa  | 3.7  | 3.9  | 
拉伸強度/MPa  | 18.9  | 19.1  | 
拉斷伸長率/%  | 260  | 250  | 
壓縮長久變形/%  | 
  | |
200'C×70 h  | 17  | 27  | 
-20℃×70 h  | 
  | |
-30℃×70 h  | 24  | 44  | 
吉曼扭轉(zhuǎn)試驗  | 39  | 67  | 
T10/℃  | 一29.5  | -27.5  | 
溫度回縮試驗  | 
  | |
TR10/℃  | -31  | -31  | 
TR70/℃  | -25  | -22  | 
脆性溫度/℃  | -38  | 
  | 
40'C×70h燃油浸泡後  | 
  | |
體積變化率/%  | 
  | |
燃油C  | +13  | +13  | 
M-153)  | +37  | +40  | 
注:1)配方為DAI-ELLT-302 100,炭黑N990 20,硫化劑雙25 1.5,助交聯(lián)劑TAlC 4;一段硫化條件為160℃×10rain,二段硫化條件為180℃×4 h。2)配方為VitonGLT 100,炭黑N990 20,氫氧化鈣 3,硫化劑雙25 1.5,助交聯(lián)劑TA-IC 4;一段硫化條件為160℃×15min,二段硫化條件為230℃×24 h。3)燃油C/甲醇(體積比為85/15)混合液。 美國**公司VitonGLT和GFLT的氟質(zhì)量分數(shù)分彆為0.64和0.67。ⅥtonGLT符合美國宇航材料標準AMS-R-83485的要求,V讓onGFLT符合美國通用汽車公司標準GM6269M、福特汽車公司標準M2D40l-A3和戴姆勒-克萊斯勒汽車公司標準MSBZ-832-F的要求。3種采用APA技術(shù)生產(chǎn)的新型氟醚橡膠VitonGL丁-S,GBLT-S和GFL丁-早的氟質(zhì)量分數(shù)分彆為0.64,0.66和0.67。
表8 硫化條件對氟醚橡膠性能的影響
項目  | DAI-ELLT-302  | VitonGLT3)  | |
  | 一段硫化1)  | 二段硫化2)  | |
硫化儀數(shù)據(jù)(160℃)  | 
  | ||
ML/(N·m)  | 3.4  | 2.1  | 7.8  | 
MH/(N·m)  | 47.0  | 49.5  | 35.7  | 
t10/min  | 0.6  | 0.5  | 0.8  | 
t10/min  | 2.1  | 1.5  | 5.4  | 
邵爾A型硬度/度  | 72  | 74  | 71  | 
100%定伸應(yīng)力/MPa  | 6.7  | 8.8  | 7.5  | 
拉伸強度/MPa  | 15.8  | 20.7  | 20.4  | 
拉斷伸長率/%  | 210  | 220  | 200  | 
壓縮長久變形/%  | 20  | 20  | 30  | 
溫度回縮試驗  | 
  | ||
TR10/℃  | -32  | -32  | -31  | 
注:1)配方為DAI-ELLT-302 100,炭黑N990 30,氧化鋅 10,硫化劑DCP 0.75,助交聯(lián)劑TAIC(質(zhì)量分數(shù)為0.6)6.7;硫化條件為160℃×10 min。2)配方為DAI-ELLT-302100,炭黑N990 30,氧化鋅 10,硫化劑雙25 1.5,助交聯(lián)劑TAIC(質(zhì)量分數(shù)為0.6) 6.7;一段硫化條件為160℃×10min,二段硫化條件為180℃×4 h。3)配方為VitonGLT 100,氫氧化鈣 3,硫化劑雙25 1.5,助交聯(lián)劑TAlC(質(zhì)量分數(shù)為o.6)6.73一段硫化條件為170℃
10min,二段硫化條件為230℃×24 h。4)200℃×70h。
與V訌
    
    



