氟橡胶软管的研制
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! 硫化剂 （上海试剂厂） 。 % 其余为市售工业品。
! " & 性能测试 （ ） 胶料物理机械性能按现行标准试验方法 " 进行。 （ ） 产品的爆破压力、 粘着力、 弯曲半径等按 # 通用试验方法进行。 ! " ’ 指标评价 （ ） 物理机械性能 " 拉伸强度% ； 6 * $ 7 8 9 拉断伸长率% # ’ $ :； 粘着力% ／ # * ’ ; < =。 （ ） 工艺可行， 试验产品全部合格。 # （ ） 爆破压力% 。 % " % 7 8 9 （ ） 耐热& # & $ 1。 # 讨论 # " ! 不同并用比对胶料力学性能的影响 氟橡胶# & $ #与# & $ ’并用比对胶料力学性能 的影响见表" 。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 伤减轻， 制动平稳、 噪音低， 减轻对环境的污染， 成 （上接第% !页） 本低等。故在汽车、 火车、 飞机、 工程机械、 摩托 4 5 6 7 可与 8 6 9树脂、 : ; 8 树脂共混制出柔软的 制品。还可用作石棉的胶粘剂， 制造密封材料。 据称% & & &年我国的 4 ; < 消耗量达到 ! / &万 ， 那么 4 = 5 6 7 在热塑性或热固性 4 ; < 中有着良 好的应用前景。 据称我国每年消耗在制动材料中 4 5 6 7达 主要是 ! & & & =之多。之所以会有如此大的用量， 因为它能将摩擦材料在两个相对运动表面在制动 减速时的动能转变为热能后很快发散出去， 免得 烧坏偶合面， 还能提高摩擦材料的摩擦系数、 耐 油、 耐高温、 耐冲击性及弹性， 对两个偶合面的损 车、 自行车等一切需要制动的场合均少不了摩擦 材料， 更少不了 4 5 6 7。 + " # $ % 应用中的典型例举 ； ； 稳定剂 ! ； 4 ; < ! & & 4 5 6 7! " * & " + > ? 4 ； 有机磷酸酯 & ； 硬脂酸钙。 % & ! & & " ! & 在汽车制动片中 4 ； 酚醛树脂 " 5 6 7! & ! & & & @ ； 石棉 % ； ； 活性剂， 交联剂， / & & & , & & < A < ? , & + 等! 促进剂等适量。
! （标准级） # %
／ ／ ／ ／ ／ ! $ $ $( $ " $) $ & $% $ % $& $ ) $ ! ) " ! ’ . ! ! & . / ! & . " ! ’ . ’ " ’ $ ( $ " % $ ) ( " # $ ) ( ) " # $ ) ) ) 6 ! " ’ # ) ) ) 6 ) #6 " $ #6 & $ ! ( . $ ! " $ $ " ) % 2 %
目前， 氟橡胶制品的需求由单一的纯胶密封 制品向复合材料制品转移， 但因其门尼粘度高， 分
［ ］ " 子链刚性大， 在生产中加工性能较差 ， 特别是
配制氟橡胶胶液， 溶剂选择乙酸乙酯， 比例为 。 " 5 6 氟橡胶胶液配方是在试验配方中只将填充剂 改为# 其余不变。 $份， 胶管试制工艺线路：
管芯处理 合股 ! ! 混炼胶热炼"压出内径"套芯"编织"涂胶液、 干燥 ! 包装#检验#脱芯#卷成硫化#包外胶#热炼 $ 水布整理
! " # 试验设备 试验用设备为橡胶软管生产设备。 ! " $ 胶料基本配合 以氟橡胶# 试 & $ #与# & $ ’ 的并用比为变量， 验配方如下 （质量份） ： 生胶 " ； 氧化钙 " ；氧化 $ $ $
! 硫化剂 镁# ； 填充剂 ； 磷酸三苯酯 # ； 。 $ % # * ’ %
! " % 基本工艺 配方研制在试验室进行， 大料按配方在 . / 0 供试验软管的内外 $ $开放式炼胶机上混炼后， 胶用。 将玻璃纤维绳在" ’ $ 12 3 4的条件下在老化 箱中进行脱蜡处理。
（ ） 用玻璃纤维绳作增强材料， 在卧式编织机 + 上要对锭子部分进行改造。在规格、 压力允许的 情况下， 可在立式编织机上进行。 （ ） 硫化大规格的胶管时， 适当延长硫化时 , 间， 可不需二次硫化， 能满足性能要求。
参考文献： ［ ］ 谢遂志， 周鸣恋， 刘登祥-橡胶工业手册， 第一分册 ［.］ ! -北 京： 化学工业出版社， ， ! / / + " " 0 ［ ］ 朱镇清-玻璃纤维帘布的应用及其技术讨论 ［ ］ % 1 -特种橡胶 制品， ， （ ） ! / 0 + %+ % 2 + 3 ［ ］ 南京玻璃纤维工业研究设计院 - 橡胶工业， ， （ ） + ! / 3 * , 3 +2 3 , ［ ］ 董育信-玻璃布胶管的粘合研究 ［ ］ ， （ ） , 1 - 橡胶工业， ! / 0 % " % % 2 % * ［ ］ 张洪雁， 谭光志， 氟橡胶与金属硫化粘接用硅烷偶联剂的研 " 究 ［ ］ ， （ ） 1 -橡胶工业， ! / / + ! / 2 ! + ［ ］ 刘建枢译-有机官能团硅烷在玻璃纤维增强聚合复合材料 * 中的应用 ［ ］ ， 玻璃纤维， ， （ ） 1 ! / / " , ! 3 2 % % -
（8 ） 由于含有双重结构基团 8 和 ;， 其中的 9 : ; & 硅烷基 （69 ） 水解形成硅醇， 可以和玻璃纤维 : ; & 表面上的金属氧化物或水形成氢键或缩合脱去水 端 基 上 如 ［—< ， — =$< = " （< ） ， — （< ） 则易与橡胶分子形 = > = = 9 = 等］ "" " "& ［ ］ ’ 成化学键或配位键 ， 从而使织物与橡胶之间的 粘合强度提高。但对不同橡胶材料， 硅烷偶联剂 的作用效果不同， 能与氟橡胶发生官能反应的一
［ ］ % 般是含胺基， 乙烯基、 环氧端基的硅烷 。
分 子， 8
拉断永久变形， 0 ! & ) 热空气老化条件， " $ $ 34 " ’ 5 拉伸强度变化率， 0 拉断伸长率变化率， 0 邵尔 1硬度变化， 度
6 ! " 6 ! $ 6 ! &
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" " " " " $ 7 ! $ ! 油试验条件， 耐! ! % $ 34 " ’ 5 拉伸强度变化率， 0 6 " ! 6 & % 6 % 6 百度文库 ) & ’ 拉断伸长率变化率， 0 ) ’ $ $ $ ! 邵尔 1硬度变化， 度 体积变化率， 0 6 " $ . ! 6 " $ . ! 6 " $ . # 6 ! ! . ( 6 " $ . ’
从表!可以看出， 并用后各胶料硬度、 拉伸强
! 的低， 度比! 拉断伸长率有所提高， 说明氟橡胶
使并用 " # $ %在 " # $ " 中作为一种低粘度的橡胶， 胶的相对分子质量分布加宽， 起到一定的内增塑 作用， 使胶料更易挤出。另外， 并用胶料的耐老化 性能有不同程度的变化， 但均符合要求， 说明使用 氟橡胶" # $ %不会明显影响氟橡胶" # $ "的耐热性 和化学稳定性。 ! " ! 混炼胶工艺性能的对比 ! " ! " # 混炼工艺性能的对比 氟橡胶 " 因粘度高 （约 为 # $ " 单 独 使 用 时， ） ， 在混炼时易生热， 吃料速度慢。而" / $ # $ %虽粘 度低 （约为 ’ ） ， 生热少， 吃料速度快， 但易粘辊。 $ 通过并用， 可弥补各自的不足， 利于操作。从流变 性能上分析， 相对分子质量分布加宽， 物料的粘流 温度下降， 流动性及加工性能均有改善。但氟橡 胶" 低分子组分较多， 加之混炼 # $ % 用量过大时， 时的剪切生热， 易出现粘辊现象。 ! " ! " ! 压出工艺的对比 ! 配方的胶料喂 在压出内胶坯和包外胶时， ! 料困难， 胶料在螺杆的剪切作用下， 生热量大， 机 筒温度升高， 出现回流现象， 在冷却降温不及时的
! 配方。
% & & %年
谢国华等
氟橡胶软管的研制
/
品性能。对于氟胶管由于无法进行二次硫化， 在 试验中， 采用延长硫化时间的方法， 要根据产品厚 度， 在蒸汽中一段硫化， 确定为 ! ， " ! #$! % & ’ ( ) 经测试后， 完全可满足性能要求。 硫化是高分子弹性体由有一维线性结构的大 分子转变为具有三维网状结构的大分子的过程。 而一段硫化主要是化学交联， 而二次硫化主要是 将其中低分子物质挥发掉。在交联达到饱和时， 靠延长硫化时间将低分子物质挥发出也是可能 的。但其交联密度较正硫化的交联密度高， 二次 硫化的交联密度也可能提高。 ! 结论 （ ） 氟橡胶% ／ 能满足胶料的混 ! * & % % * & "并用， 炼， 挤出与玻璃纤维的粘着性等工艺要求。 （ ） 玻璃纤维绳与氟橡胶粘着， 可不用硅烷偶 % 联剂处理。
第# %卷
第 #期
特种橡胶制品
> ? @ A # % < ? A #
氟橡胶软管的研制
谢国华 （西北橡胶总厂， 陕西
摘
咸阳 ! ） " # $ # %
要： 介绍了氟橡胶# ／ 并讨论了其与玻璃纤维绳的粘合， & $ # # & $ ’并用胶料的物理机械性能以及工艺性能，
胶管制造工艺中出现的问题以及解决的途径。 关键词： 氟橡胶： 玻璃纤维绳； 编织胶管 中图分类号： ( ) % % * % 文献标识码： + 文章编号： （ ） " $ $ ’ , $ % $ # $ $ # $ # , $ $ % % , $ %
收稿日期： # $ $ " , $ ’ , # ’
(
表! " ／ # $ " " # $ %的并用变量试验
序号 ／ " # $ " " # $ % 拉伸强度， * + , 拉断伸长率， 0 邵尔 1 硬度， 度
! ! ! " ! & ! ’
特种橡胶制品
第" &卷
第 "期
［ ， ］ " & 分， 影响其与橡胶直接粘合 。硅 烷 偶 联 剂
由于玻璃纤维在拉丝成型时为改善其加工性
［ ］ # 能和使用性能， 常涂覆有石蜡， 浸润剂等成分 ，
为提高粘合性能 （因条件所限） 使用前在 ! % $ 34 然后在硅烷类偶联剂 16! / 5进行脱蜡处理， % ! 和? 中浸润后涂氟橡胶胶液， 但试验发现 =6 % % $ ／ ／ 而未 其剥离强度分别仅为 ! # @ > A， ! / @ > A， 使用偶联剂直接涂氟橡胶胶液的剥离强度则为 ／ 偶联剂处理 后， 玻璃纤 & $ @ > A。同时还发现， 维易折断， 屈挠性差， 这可能是偶联剂对玻璃纤维 的力学性能影响造成其拉伸强度和拉断伸长率有 不同程度的下降， 因此， 在生产中对所用玻璃纤维 未用硅烷偶联剂进行处理。 对% 个配方的胶料在适当减少 " $ 份填充剂 后， 制备的胶液进行粘合试验， 结果发现含氟橡胶 粘着性能越差， 因此， 从混炼， 压出 " # $ %越多者， ! 胶料 工艺和物理机械性能综合考虑， 则选用了 " 配方。 因此， 对于氟橡胶与玻璃纤维的粘合， 在配方 适当时， 玻璃纤维经脱蜡处理后， 不需要再进行特 殊处理， 即可达到一定的粘合强度。 ! " % 编织工艺 玻璃纤维绳脱蜡后表面仍很光滑， 在锭子上 由于卧式编织机锭子两边无挡板， 合股时塌落， 乱 线， 造成张力不均。该纤维伸长小， 锭子张力大， 加之编织速度快， 瞬间拉伸易断线， 造成编织困 难， 对于小规格的胶管， 则可在立式编织机上进 行， 主要原因是锭子盘是水平面。锭子平转， 锭子 两端有挡板， 且张力较小， 对于大规格胶管， 则需 要对锭子改造， 在线轴两端增设挡板以降低锭子 张力。 ! " & 硫化 氟橡胶产品一般都要经过二次硫化， 使其中 的低分子物质挥发掉， 以提高其耐热和耐化学药
! 、 ! 配方胶料喂料容 情况下， 胶料容易焦烧。’ %
易， 压出速度较快， 但在选定口型时， 尺寸不准确，
! 、 ! 配方胶料则基 主要原因是其膨胀率低， 而" &
" " 粘合性能的对比 ! " $ 从成分上看， 玻璃纤维是由硅酸盐玻璃拉制 而成， 常会有硅及碱土金属的氧化物， 极易吸收水
本接近，! 相对更好， 故生产中选用
氟橡胶软管生产难度更大， 因而研究氟橡胶软管 的配方、 粘着、 编织、 硫化以及工艺性能， 对提高氟 橡胶软管的工业化生产， 以及满足高性能要求都 是很重要的。本文从配方、 工艺、 粘着几方面对氟 橡胶软管作以介绍。 ! 试验部分 ! " ! 试验用材料 氟橡 胶 # 、 （上 海 有 机 氟 材 料 研 究 & $ # # & $ ’ 所） 。 玻璃纤维绳 （陕西兴平玻璃纤维厂） 。
! " & 性能测试 （ ） 胶料物理机械性能按现行标准试验方法 " 进行。 （ ） 产品的爆破压力、 粘着力、 弯曲半径等按 # 通用试验方法进行。 ! " ’ 指标评价 （ ） 物理机械性能 " 拉伸强度% ； 6 * $ 7 8 9 拉断伸长率% # ’ $ :； 粘着力% ／ # * ’ ; < =。 （ ） 工艺可行， 试验产品全部合格。 # （ ） 爆破压力% 。 % " % 7 8 9 （ ） 耐热& # & $ 1。 # 讨论 # " ! 不同并用比对胶料力学性能的影响 氟橡胶# & $ #与# & $ ’并用比对胶料力学性能 的影响见表" 。
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目前， 氟橡胶制品的需求由单一的纯胶密封 制品向复合材料制品转移， 但因其门尼粘度高， 分
［ ］ " 子链刚性大， 在生产中加工性能较差 ， 特别是
配制氟橡胶胶液， 溶剂选择乙酸乙酯， 比例为 。 " 5 6 氟橡胶胶液配方是在试验配方中只将填充剂 改为# 其余不变。 $份， 胶管试制工艺线路：
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参考文献： ［ ］ 谢遂志， 周鸣恋， 刘登祥-橡胶工业手册， 第一分册 ［.］ ! -北 京： 化学工业出版社， ， ! / / + " " 0 ［ ］ 朱镇清-玻璃纤维帘布的应用及其技术讨论 ［ ］ % 1 -特种橡胶 制品， ， （ ） ! / 0 + %+ % 2 + 3 ［ ］ 南京玻璃纤维工业研究设计院 - 橡胶工业， ， （ ） + ! / 3 * , 3 +2 3 , ［ ］ 董育信-玻璃布胶管的粘合研究 ［ ］ ， （ ） , 1 - 橡胶工业， ! / 0 % " % % 2 % * ［ ］ 张洪雁， 谭光志， 氟橡胶与金属硫化粘接用硅烷偶联剂的研 " 究 ［ ］ ， （ ） 1 -橡胶工业， ! / / + ! / 2 ! + ［ ］ 刘建枢译-有机官能团硅烷在玻璃纤维增强聚合复合材料 * 中的应用 ［ ］ ， 玻璃纤维， ， （ ） 1 ! / / " , ! 3 2 % % -
（8 ） 由于含有双重结构基团 8 和 ;， 其中的 9 : ; & 硅烷基 （69 ） 水解形成硅醇， 可以和玻璃纤维 : ; & 表面上的金属氧化物或水形成氢键或缩合脱去水 端 基 上 如 ［—< ， — =$< = " （< ） ， — （< ） 则易与橡胶分子形 = > = = 9 = 等］ "" " "& ［ ］ ’ 成化学键或配位键 ， 从而使织物与橡胶之间的 粘合强度提高。但对不同橡胶材料， 硅烷偶联剂 的作用效果不同， 能与氟橡胶发生官能反应的一
［ ］ % 般是含胺基， 乙烯基、 环氧端基的硅烷 。
分 子， 8
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由于玻璃纤维在拉丝成型时为改善其加工性
［ ］ # 能和使用性能， 常涂覆有石蜡， 浸润剂等成分 ，
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氟橡胶软管生产难度更大， 因而研究氟橡胶软管 的配方、 粘着、 编织、 硫化以及工艺性能， 对提高氟 橡胶软管的工业化生产， 以及满足高性能要求都 是很重要的。本文从配方、 工艺、 粘着几方面对氟 橡胶软管作以介绍。 ! 试验部分 ! " ! 试验用材料 氟橡 胶 # 、 （上 海 有 机 氟 材 料 研 究 & $ # # & $ ’ 所） 。 玻璃纤维绳 （陕西兴平玻璃纤维厂） 。