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特種合成橡膠：氟橡膠
氟橡膠是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子的一種合成高分子彈性體。這種橡膠具有耐高溫、耐油及耐多種化學(xué)藥品侵蝕的特性，是現(xiàn)代航空、導(dǎo)彈、火箭，宇宙航行等尖端科學(xué)技術(shù)及其他工業(yè)方面不可缺少的材料。
一、氟橡膠的結(jié)構(gòu)
1）—CH2—基團(tuán)的作用   偏氟乙烯中亞甲基基團(tuán)對(duì)聚合物鏈的柔軟性起著相當(dāng)重要的作用，例如氟橡膠23-21和氟橡膠23-11是分別由偏氟乙烯和三氟氯乙烯按7：3和5：5的比例組成，顯然，前者比后者柔軟。
2）共聚物的結(jié)構(gòu) 無論是偏氟乙烯和三氟氯乙烯，或者前者和六氟丙烯的共聚物以及它們和四氟乙烯的三聚物，都可以是以晶態(tài)為主或無定形態(tài)為主。這取決于當(dāng)一個(gè)單體為共聚物的主要鏈段時(shí)，另一個(gè)單體介入的含量。電子衍射研究指出，在偏氟乙烯鏈段中六氟丙烯含量達(dá)7mol％，或者在三氟氯乙烯的鏈段中偏氟乙烯的含量達(dá)16mol％時(shí)，這兩種共聚物仍具有和其相當(dāng)?shù)木畚锏木w結(jié)構(gòu)。但是，當(dāng)前者的六氟丙烯增加到15mol％以上，或者后者的偏氟乙烯增加到25mol％以上時(shí)，晶格就被大幅度破壞，導(dǎo)致它們具有橡膠性能為主的無定形結(jié)構(gòu)。這是由于第二單體引入量的增加，破壞了其原有分子鏈的規(guī)整性。
3）不飽和的C＝C鍵結(jié)構(gòu)  由于聚烯烴類氟橡膠(26型氟橡膠，23型氟橡)和亞硝基氟橡膠中，主鏈上都沒有不飽和的C＝C鍵結(jié)構(gòu)．減少了由于氧化和熱解作用在主鏈上產(chǎn)生降解斷鏈的可能。
二、氟橡膠的性能
氟橡膠具有獨(dú)特的性能，其硫化膠各項(xiàng)性能分項(xiàng)敘述如下：
1、耐熱和耐溫性能  
在耐老化方面，氟橡膠可以和硅橡膠相媲美，優(yōu)于其他橡膠。
26型氟橡膠可在250℃下長(zhǎng)期工作，在300℃下短期工作，23型氟橡膠經(jīng)200℃×1000h老化后，仍具有較高的強(qiáng)力，也能承受250℃短期高溫的作用。四丙氟橡膠的熱分解溫度在400℃以上，能在230℃下長(zhǎng)期工作。
應(yīng)當(dāng)指出，氟橡膠在不同溫度下性能變化大于硅橡膠和通用的丁基橡膠，其拉伸強(qiáng)度和硬度均隨溫度的升高而明顯下降，其中拉伸強(qiáng)度的變化特點(diǎn)是：在150℃以下，隨溫度的升高而迅速降低，在150～260℃之間，則隨溫度的升高而下降較慢。
2、耐過熱水與蒸汽的性能  
氟橡膠對(duì)熱水作用的穩(wěn)定性，不僅取決于生膠本身的性質(zhì)，而且還決定于膠料的配合。對(duì)氟橡膠來說，這種性能主要取決于它的硫化體系。過氧化物硫
化體系比胺類、雙酚AF類硫化體系為佳。26型氟橡膠采用胺類硫化體系的膠料性能較一般合成橡膠如乙丙橡膠、丁基橡膠還差。  文獻(xiàn)報(bào)道，采用過氧化物硫化體系的G型氟橡膠，其硫化膠的交聯(lián)鍵較胺類、雙酚
AF類硫化膠的交聯(lián)鍵對(duì)水解穩(wěn)定性要好。G型過氧化物硫化體系的氟橡膠具有優(yōu)良的耐高溫蒸汽性。
3、耐寒性能  
26型氟橡膠的耐寒性能較差，它能保持橡膠彈性的極限溫度為-15～－20℃。溫度降低會(huì)使它的收縮加劇，變形增大。所以，當(dāng)用作密封件時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)低溫密封滲漏問題。但是，氟橡膠硫化膠的拉伸強(qiáng)度卻隨溫度降低而增大，即它在低溫下是強(qiáng)韌的。因此，其脆性溫度隨試樣厚度而變化。例如26型氟橡膠在厚度為1.87mm時(shí)，其脆性溫度是-45℃，  厚度為0.63mm時(shí)是-53℃，厚度為0.25mm時(shí)是-69℃。它的標(biāo)準(zhǔn)試樣26型氟橡膠的脆性溫度是-25～-30℃，246型氟橡膠的脆性溫度為-30～－40℃，23型氟橡膠的脆性溫度為-45～－60℃。
4、耐候、耐臭氧性能  
氟橡膠對(duì)日光、臭氧和天候的作用十分穩(wěn)定。例如其硫化膠經(jīng)過10年自然老化后，還能保持較好的性能。拉伸25％的Viton型氟橡膠試樣，在0.01％臭氧的空氣中，經(jīng)受45天作用后，未產(chǎn)生任何明顯的龜裂。在日光中曝曬2年后，也未發(fā)現(xiàn)龜裂。氟橡膠對(duì)微生物的作用也是穩(wěn)定的。
5、電性能
26型氟橡膠的電絕緣性能不是太好，只適于低頻，低電壓場(chǎng)合應(yīng)用。溫度對(duì)其電性能影響很大，即隨溫度升高，絕緣電阻明顯下降，因此，氟橡膠不能作為高溫下使用的絕緣材。填料種類和用量對(duì)電性能影響較大，沉淀碳酸鈣賦予硫化膠較高的電性能，其他填料則稍差，填料的用量增加，電性能則隨之下降。23型氟橡膠由于吸水較低，其電性能較26型氟橡膠好。
6、耐高真空性能  
氟橡膠具有極佳的耐真空性能。這是由于氟橡膠在高溫、高真空條件下具有較小的放氣率和極小的氣體揮發(fā)量。26型、246型氟橡膠能夠應(yīng)用于133×l0-9～133×10-10Pa的超高真空?qǐng)龊希怯钪骘w行器中的重要橡膠材料。
氟橡膠可以與丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠、氟硅橡膠等進(jìn)行并用，以降低成本，改善物理機(jī)械性能和工藝性能。
由于氟橡膠具有耐高溫、耐油、耐高真空及耐酸堿、耐多種化學(xué)藥品的特點(diǎn)，使它在現(xiàn)代航空、導(dǎo)彈、火箭，宇宙航行，艦艇、原子能等尖端技術(shù)及汽車、造船、化學(xué)，石油、電訊、儀表、機(jī)械等工業(yè)部門中獲得了應(yīng)用。
7、一般物理機(jī)械性能  
氟橡膠一般具有較高的拉伸強(qiáng)度和硬度，但彈性較差。 26型氟橡膠的摩擦系數(shù)(0.80)較丁腈橡膠摩擦系數(shù)(0.90～1.05)小，一般說，耐磨性較好，但在光滑金屬表面上的耐磨性較差。這是因?yàn)榇藭r(shí)有較大的運(yùn)動(dòng)速度，產(chǎn)生較高的摩擦生熱，從而導(dǎo)致橡膠的機(jī)械強(qiáng)度降低。 
8、耐腐蝕性能  
氟橡膠特點(diǎn)之一是具有極優(yōu)越的耐腐蝕性能。一般說來，它對(duì)有機(jī)液體(燃料油、溶劑、液壓介質(zhì)等)、濃酸(硝酸、硫酸、鹽酸)、高濃度過氧化氫和其他強(qiáng)氧化劑作用的穩(wěn)定性方面，均優(yōu)于其他各種橡膠。
23型氟橡膠耐強(qiáng)氧化性酸（發(fā)煙硝酸和發(fā)煙硫酸等）的能力比26型氟橡膠好，但在耐芳香族溶劑、含氯有機(jī)溶劑、燃料油、液壓油以及潤(rùn)滑油（特別是雙酯類、硅酸酯類）和沸水性能方面，較26型差。
9、壓縮永久變形性能   
它是作為密封制品必須控制的一個(gè)重要性能。26型氟橡膠的壓縮永久變形性能較其他氟橡膠都好，這是它之所以獲得廣泛應(yīng)用的原因之一。在200～300℃的溫度范圍內(nèi)其壓縮永久變形顯得很大。但在二十世紀(jì)70年代美國(guó)DuPont公司對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)展了一種低壓縮永久變形膠料(Viton E-60C)，它是從生膠品種(Viton A改進(jìn)為Viton E－60)和硫化體系選擇上(從胺類硫化改進(jìn)為雙酚AF硫化)進(jìn)行改進(jìn)的，這就使氟橡膠在200℃高溫下長(zhǎng)期密封時(shí)的壓縮永久變形性較好，氟橡膠在149℃長(zhǎng)期存放的條件下，其密封保持率在各類橡膠中處于領(lǐng)先的地位。
10、透氣性能  
氟橡膠的氣透性是橡膠中較低的，與丁基橡膠、丁腈橡膠相近。填料的加入能使硫化膠的氣透性變小，其中硫酸鋇的效果較中粒子熱裂法炭黑(MT)顯著。
氟橡膠的氣透性隨溫度升高而增大，氣體在氟橡膠中的溶解度較大，但擴(kuò)散速度則很小，這有利于在真空條件下應(yīng)用，但在加工時(shí)易產(chǎn)生“卷氣”的麻煩。 
11、耐輻射性能  
氟橡膠是屬于耐中等劑量輻射的材料。高能射線的輻射作用能引起氟橡膠產(chǎn)生裂解和結(jié)構(gòu)化。有人認(rèn)為，高能射線對(duì)26型氟橡膠的主要作用能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化，表現(xiàn)為硬度增加，伸長(zhǎng)率下降，對(duì)23型氟橡膠則以裂解為主，表現(xiàn)為硬度、強(qiáng)力和伸長(zhǎng)率均下降。
12、耐燃性能  
橡膠的耐燃性取決于分子結(jié)構(gòu)中鹵素的含量，鹵素含量愈多，耐燃性愈好。氟橡膠與火焰接觸能夠燃燒，但離開火焰后就自動(dòng)熄滅，所以氟橡膠屬于自熄型橡膠。
三、氟橡膠的主要品種
1）23型氟橡膠
23型氟橡膠是由偏氟乙烯與三氟氯乙烯在常溫及3.2MPa左右壓力下，用懸浮法聚合制得的一種橡膠狀共聚物，為較早開始工業(yè)生產(chǎn)的氟橡膠品2）26型氟橡膠
它是目前最常用的氟橡膠品種，系偏氟乙烯與六氟丙烯的乳液共聚物。其共聚比分別為4：1(國(guó)產(chǎn)氟橡膠26-41)。
3）246型氟橡膠
246型氟橡膠是偏氟乙烯、四氟乙烯與六氟丙烯的共聚物，三種單體的比例(mol％)：偏氟乙烯為65～70；四氟乙烯為14～20，六氟丙烯為15～16。國(guó)產(chǎn)氟橡膠246G與美國(guó)VitonB相當(dāng)。