氟橡胶

维通型氟橡胶的高速发展，主要是他具有最好的综合性能，包括它具有较好的力学强度、热稳定性好，耐介质性能特别优异，而且加工生产工艺方便、成本较低，因此，它在氟弹性体中占有绝对优势的地位。

已广泛用于航天、航空、交通、石油、机械、冶金、化工等工业部门，并在各个领域取得较好的经济效益和社会效益。

2. 氟橡胶的主要性能
（1）常态下的力学性能
26型氟橡胶一般的配合强度10-20Mpa；伸长率150-300%；撕裂强度在20-40KN/m 之间，但是它的弹性较差。

氟橡胶的摩擦系数（），较丁腈橡胶的摩擦系数（~）小。

（2）耐高温性能
氟橡胶和硅橡胶的耐高温性能，是目前现有橡胶中最好的。

F26-41氟橡胶在
200~250℃下可长期工作，在300℃也可短期工作（见表1），F246的耐热性能比F26好一点。

表1.氟橡胶的耐热性
在耐老化方面，氟橡胶和硅橡胶优于其它品种的橡胶（见表2）
表.2各种橡胶的耐热老化性*
*橡胶在该浓度下，经过24~26小时老化后，拉伸强度≥7MPa；伸长率≥100%的称为具有工作能力。

氟橡胶拉伸强度和硬度随温度升高而明显下降。

拉伸强度和硬度的变化特点是：在150℃以下，随温度升高而迅速降低；在150～260℃之间，随温度升高下降缓慢（见表3）。

表3.氟橡胶在不同温度下的性能变化
基于以上情况，在高温条件下使用的氟橡胶密封件，应避免非装配应力的作用，以免造成高温下早期损坏。

（3）耐腐蚀性能
氟橡胶具有卓越的耐腐蚀性能。

它对有机液体、不同燃料油和润滑油的稳定性优异。

对大部分无机酸、碳氢化合物、苯和甲苯有良好的抗蚀性。

仅仅不耐低分子的酯、醚、酮以及部分胺类化合物。

橡胶对热水作用的稳定性，不仅取决于本体材料，而且决定于胶料的配合。

对氟橡胶来说，过氧化物硫化的氟橡胶优于胺类和酚类硫化体系的胶料。

应该说，氟橡胶的耐热水和过热蒸汽性能一般，它不如乙丙橡胶，在180℃×24h的过热水浸泡后体积变化不超过10%，物理性能没有太大的变化。

（5）压缩永久变形性能
氟橡胶用于高温下的密封中，压缩变形是它的关键性能。

维通型氟橡胶所以得到极其广泛的应用，是与它的压缩变形的改进分不开的。

美国杜邦公司从60～７0年代致力于提高氟橡胶压缩变形的抗耐性，并取得显著的效果。

表4是杜邦公司氟橡胶压缩变形的改进。

表4. 杜邦公司氟橡胶压缩变形的改进
（6）耐低温性能
氟橡胶的耐低温性能一般，它能保持弹性的极限温度为-15~-20℃。

随着温度的降低，它的拉伸强度变大，在低温下显得强韧的。

在测2mm厚的标准试样时，它的脆性温度在-30℃左右；厚度1.87mm时为-45℃；厚度0.63mm时为-53℃；厚度0.25mm时为-69℃。

一般氟橡胶的使用温度可略低于脆性温度。

如美国军用标准MIL-25879D中规定使用温度为-40~205℃。

国外对氟橡胶在航空发动机中使用温度极限为-35℃。

VitonA自然存放10年之后的性能仍然是令人满意的。

在臭氧浓度为%的空气中，经45天作用没有明显龟裂。

它的耐气候老化和耐臭氧性是令人满意的。

（8）电性能
氟橡胶的电绝缘性能不是太好，只适于低频低压下使用。

温度对它的电性能影响很大，从24℃升到184℃时，其绝缘电阻下降35000倍。

（9）气透性
氟橡胶的气体溶解度比较大，其扩散速度比较小，总的气透性很小。

在氟橡胶中，填料的加入，充填了橡胶内部的空隙，从而使硫化胶的气透性变小，这对于真空密封是很有利的。

如配合适中，氟橡胶可解决10-7Pa真空密封。

（10）耐燃性
氟橡胶遇火能燃烧，离火即自熄。

3. 氟橡胶的配合技术
一个氟橡胶的配方，一般是由生胶、吸酸剂、硫化剂、促进剂、补强填充剂、加工助剂等组成。

（1）生胶
国产氟橡胶和国外的氟橡胶的性能基本相同，只是加工性能有些差异，国产胶的加工性能较差，主要是门尼粘度较高，相应影响胶料加工流动性差。

国产氟橡胶26相当于美国杜邦公司的VitonA，氟橡胶246相当于VitonB，国外的氟橡胶生胶，有不少已加好了硫化剂，美国3M公司和日本大金公司供应的氟橡胶已经加好了硫化剂。

（2）硫化剂
硫化是使氟橡胶产生一定程度的交联，使其具有良好的使用性能。

氟橡胶硫化可以采用亲核试
剂的离子加成机理进行，也可以以过氧化物或射线以自由基机理进行。

胺类化合物（1#、3#硫化剂）硫化氟橡胶，可以解决一般产品的要求；采用2#硫化剂，可以解决胶浆的加工。

在密封制品中，为使其有较小的压缩变形值，应优先选用酚类化合物作为硫化剂。

如对苯二酚、双酚A、双酚AF等，并配用相应的促进剂，以适合高层次的性能要求。

在解决腐蚀介质的抗耐性上，建议采用过氧化物硫化氟橡胶。

（3）吸酸剂
吸酸剂也称为稳定剂。

它是为了解决氟橡胶加工过程产生氟化氢对金属的腐蚀和污染，使硫化反应顺利进行。

Ca(OH)2等。

一般采用 MgO、CaO、ZnO、PbO、二盐基亚磷酸铅，其用量一般在5 ~10份。

它们的加入各有特点：MgO耐热性好； PbO 耐酸性好；CaO压缩变形小；对消除气泡有利；ZnO和二盐基亚磷酸铅，胶料流动性得到改善，耐水性好；Ca(OH)2压缩变形小，加入Ca(OH)2和活性MgO，在酚类硫化体系中，可得到低压缩变形的胶料。

总之，要选择合适的吸酸剂，以满足实际性能的要求。

（4）补强填充剂
氟橡胶是一种自补强性能的橡胶。

由于性能要求和用途的不同，需要通过补强、填充体系进行调节，使其功能和成本适应用户的需要。

一般用量在10-30份之间。

目前常用的补强填充剂大致上有热裂法炭黑（N-990）、喷雾碳黑、白炭黑、硫酸钙、硫酸钡、氧化钙、炭纤维等。

用加拿大进口的N990炭黑或喷雾碳黑，在黑色制品中均取得较好的加工工艺和相应的物理性能。

加入20份炭纤维的氟橡胶，胶料流动性好，加工硫化复杂形状产品之后，其外观好于N-990和喷雾碳黑，表面光滑。

由于炭纤维的胶料导热系数大，适合高速运动橡胶件的使用。

应该指明的是加入炭纤维的成本高，其伸长率低。

彩色氟橡胶制品可以使用白炭黑、钛白、氟化钙、碳酸钙等，并配用相应的颜料即可得到相应的胶料。

但是，在加工压缩型密封制品时，在选用彩色原料时，要注意颜料与高温的合理匹配，还要控制胶料的压缩变形值，以使产品适应压缩下的工作需要。

（5）加工助剂
加工助剂是近年来氟橡胶加工的一大进步，它是在不影响胶料发挥的前提下，能改善氟橡胶的混炼工艺，防止焦烧，改进胶料的流动性和压出性能，并能在加工中防止粘辊、粘模，起到外脱模剂的作用。

在氟橡胶的加工中，已出现过氟蜡、低分子聚乙烯、硬脂酸锌、Ws280、棕榈蜡、模特丽935P等新的加工助剂，为氟橡胶的加工和应用提供了新的手段。

它的加入量在1-2份。

4. 氟橡胶的加工工艺
氟橡胶的加工过程和使用设备、加工方法，和一般橡胶相同。

由于它的结构特点，它的加工
性能较差，以下简要叙述一下。

（1）塑炼：生胶在辊距~0.5mm的开炼机薄通10次，包辊即可加入配合剂。

（2）混炼：
容量：氟橡胶的容量比合成胶还要小。

63混炼机 500克
143混炼机 5000克
辊温：40-60℃
加料顺序：生胶→吸酸剂→加工助剂→填充剂→硫化促进剂。

配合剂加完，均匀、薄通打三角包、打卷、放下后片。

（3）硫化
一段 165-170℃×10min
二段 230℃×24h（要保证逐步加温，到230℃后，恒温记时。

5. 氟橡胶于金属粘合
金属件采用金属喷砂或盐酸浸泡，清洗干净，建议采用CHEMLOK5150或首立公司PC-22作为金属粘合剂。

（详细操作可参考相应公司的规定）
6. 国内外氟橡胶的性能对比
表5是国内外氟橡胶的性能对比情况，可以看出，国产胶的试验数据与美国杜邦、3M、日本大金公司及德国所报道的数据比较接近，常态下的拉伸强度数据有较大差异，伸长率的波动范围基本一致。

但是，在相同硬度下的伸长率，国产的数据低于国外的数值。

表5.国内外氟橡胶的性能对比
【1】《R、C、T》VOL55No3
【2】杜邦公司样本VT210·1 编号81/06
【3】大金公司样本
【4】《》No2 P111（1989）
【5】ΝΡΠ-1144
关于200℃×70h压缩变形，因为我们是按照GB1683进行测试，它的样品是10×10㎜的圆柱体，所得的数值要比环形式样（㎜）大。

因此，我们的压缩变形数值，还是比较好的。

应该说明的是：氟橡胶的压缩变形是一个关键指标。

杜邦公司进行大量工作，他们研究出来的低压缩变形氟橡胶，在200℃×336h压缩变形为19%。

200℃×1000h时为37%。

这样的数据，目前，我们是达不到的。

类型
氟橡胶23，国内俗称1号胶，为偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物。

氟橡胶26，国内俗称2号胶，杜邦牌号VITON A，为偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物，综合性能优于1号胶。

氟橡胶246，国内俗称3号胶，杜邦牌号VITON B，为偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物，氟含量高于26胶，耐溶剂性能好。

氟橡胶TP，国内俗称四丙胶，旭硝子牌号AFLAS，为四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物，耐水蒸汽和耐碱性能优越。

偏氟醚橡胶，杜邦牌号VITON GLT，为偏氟乙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、硫化点单体四元共聚物，低温性能优异。

全氟醚橡胶，杜邦牌号KALREZ，低温性能优异，氟含量高，耐溶剂性能优异。

氟硅橡胶，低温性能优异，具有一定耐溶剂性能。

氟橡胶生产供应商不止杜邦一家，在中国市场上，进口氟橡胶供应商还有美国3M，日本的大金和欧洲的Solvay。

我们自己国产的有3F、晨光、东岳等等。

氟橡胶主要应用于汽车和机动车行业，由于它的耐高温、耐油和耐介质性能优异，主要是做油封和O型圈。

丁腈橡胶对石油基液压油相容性较好，作为密封材料有较稳定的物理性能，价格便宜，耐腐蚀和耐臭氧性较差.
氟橡胶耐高温性能佳，还有极佳的耐侯性，耐臭氧和耐化学性。

对大部分油品和溶剂都有抵抗力。