氟硅橡胶在航空航天工业中的应用
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成 效 的解 决 方案 。在 条 件 苛 刻 的恶劣 环 境 中， 传 统 的 二 甲基 硅氧 烷 没法 胜 任 ，而 氟硅 氧 烷 却可 以
安然无恙。与其它硅氧烷类似 ，氟硅氧烷可作为 高稠度橡胶 （ Ｈ Ｃ Ｒ ）、液态硅橡胶 （ Ｌ Ｓ Ｒ ）、分散 体 、凝胶剂乃至泡沫的形式提供 。硅 氧烷生产商 可 以提供 各 种各 样 的氟 硅 解 决方 案 ，适 用 于任 何 终端用户的特有生产工艺 。无论是用作粘合剂，
化。
加成型固化硅氧烷乃是基于两组分铂催化剂 体 系， 其 固化 并不 需要 湿气 。这种 固化是直 接 把 氢化物功能性交联剂加入乙烯基功能性聚合物， 从而形成 乙烯桥式交联 （ 见 图２ ）。
补强填充剂，以此改善弹性体的物理性能。这样 的混合物称之为 “ 基剂”。二氧化硅所起 的作用
１硅氧烷和氟硅氧烷 的化学性质
图１ 示 出了典型的聚硅氧烷聚合物的化学结 构 。可以看出，它是一条 由交替的硅单元和氧单 元 构 成 的 聚 合 物 主链 ，其 中硅 原 子上 的Ｒ 基 团 代 表 功 能性有 机基 团，如 甲基 、苯基 或 三氟丙 基 。
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图１ 典 型的 聚硅 氧烷 聚合 物主 链
氢键 ， 使 固化 的硅 氧烷 聚合 物 得 以增 强 。这 些 微
们在恶劣环境 中非常有价值 。二 甲基硅氧烷的典 型玻璃化转变点 （ Ｔ ） 低 ＃ － ６ ｓ ℃， 二 苯基 硅 氧烷 的Ｔ 低于一 １ １ ５ ℃。其它性能包括低定伸应力 、耐 湿气 （ ＜ ０ ． ４ ％） 、高介电强度 （ 一般为５ ０ ０ Ｖ ／ ｍ ¨） ， 乙烯基封端硅氧烷的低收缩率 （ ＜ １ ％） ，低离子含
量（ ＜ ２ ０ ｐ ｐ ｍ ） ， 以及 配方 的灵 活性 。 最初 生 产硅 氧 烷聚 合物 是添 ａ ｎ ＿ －氧 化硅 作 为
弱的相互作用以成百万的速度增加，提高了固化 硅 氧烷 的强 度 。通 常用 有机 硅 氧烷 对 二氧 化硅 进 行处理，这有助于提高其在 聚合物 中的相容性， 使其粘度在一定程度上保持稳定，并减少蠕变老
● 耐烃溶 剂 性 ；
＊ ３ ３ ｆ ｇ 推 向市场。氟
● 挤 出成型、压缩成型或压延用Ｈ ｃ Ｒ ； ● 包装于方便的并排工具套件箱 内，带有
静 态混 合件 的Ｌ Ｓ Ｒ ； ● 润滑 脂 、凝胶 、液 体 、泡沫 和分 散体 。
● 温度 范 围 比其 它聚 合物 材料 宽；
还是模制部件或保护性涂层，氟硅氧烷在应用方 面 皆具有 相 当大 的灵 活性 。 本文的 目的是综述硅橡胶和氟硅橡胶的化学 性 质 ，展示 可 用于 终 端用 户 工艺 的不 同类 型氟 硅 氧烷，并着重介绍它们在烃类及高温和低温环境 中的性 能 。
可靠性 的产品，氟硅氧烷的独特性能提供 了卓有
６
氟硅 橡胶 在航 空航 天工 业 中 的应 用
Biblioteka Baidu
氯化物功雌 突鼢 ｌ
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封 闭的环境 中固化 。大多数铂催化体系在 室温下
２ ４ 小 时 内 即可完 全 固化 ，或 者说 通 过热 能够 使 固
基聚硅氧烷聚合物为原料的氟硅氧烷技术的进步 （ 图３ ）。尽 管 一些 氟硅 氧 烷含 有 １ ０ ０ ％的三 氟丙 基 甲基聚硅氧烷的重复单元，而其它系统则包含
了氟硅 氧烷 单 元和 二 甲基 单元 的组 合 ， 以便于 形 成 一种 共 聚物 。调 节 聚合 物 中的三 氟丙 基 甲基 硅 氧 烷单 元 的量 ， 即可改 变玻 璃 化转 变温 度 ，耐溶 剂性 以及 其它 性 能 。
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涯体
固体
图２加 成 固化机 制
与 单组 分湿 固化 硅 酮胶粘 剂不 同，两 组分铂 催 化 剂体 系 并不 涉及 离 子基 团， 这就 使它 可 以在
进行 调整 ， 使之 适应 特 定 的应 用 。这些 应用 类型 所需 材料 的选 择 范 围很广 ，归 因于 以三 氟丙 基 甲
硅 氧 烷 相 比有 机 基 橡 胶 具 有 非 常 独 特 的性 能 ， 因为 它们 在 低 温下 能保 持 弹性 ， 而在 高 温下 或 紫外 光 （ ｕ Ｖ ） 照 射下 又具 备 耐 断裂性 ，这 就 使它
类似 于 ｝ 昆 凝 土 中的 砾石 ，它 通 过范 德 华力 和二 氧
化硅 表 面 的羟基 与 该 聚合物 的硅 氧烷 主链之 间的
● 良好 的拉伸强度、撕裂强度和伸长百分
室
大多数包装为制造商提供了在大型环境 中处 理 氟 硅 氧烷 的方 法 ，尽 管如 此 ，小 巧 的并排 工具
《 广东橡胶 》２ ０ １ ４ 年 第 ５期
５
氟硅橡 胶在航 空航天工 业 中的应 用
朱永康 编 译 （ 中橡 集 团炭 黑工 业研 究设 计 院 ，四川 自贡 ６ ４ ３ ０ ０ ０ ）
氟硅橡胶 （ 即氟硅氧烷 ）进入商业市场为生
产 厂商 提 供 了机 遇 ，这 使 其可 为硅 橡 胶 （ 即硅 氧 烷 ）在 汽 车 、航 空航 天 器 和一 般市 场 寻 求新 的 应 用 。针对 需 要宽 工 作温 度 范 围 、耐 燃 油性 和 长 期
化加速。氟硅氧烷配方可以采用铂催化体系和湿
气 固化体 系 。
２ 氟硅氧 烷的类型
在 氟硅 氧 烷 家族 内，对 现有 的几 种配 方 可 以
３ 氟 硅 氧 烷 及其 工 艺 改进
硅氧烷生产企业与产品工程技术人员之间的
括：
● 液体注塑 （ Ｌ Ｉ Ｍ ）材料；
合作，不断将先进的产￣ 硅氧烷的主要优点如下 ：
安然无恙。与其它硅氧烷类似 ，氟硅氧烷可作为 高稠度橡胶 （ Ｈ Ｃ Ｒ ）、液态硅橡胶 （ Ｌ Ｓ Ｒ ）、分散 体 、凝胶剂乃至泡沫的形式提供 。硅 氧烷生产商 可 以提供 各 种各 样 的氟 硅 解 决方 案 ，适 用 于任 何 终端用户的特有生产工艺 。无论是用作粘合剂，
化。
加成型固化硅氧烷乃是基于两组分铂催化剂 体 系， 其 固化 并不 需要 湿气 。这种 固化是直 接 把 氢化物功能性交联剂加入乙烯基功能性聚合物， 从而形成 乙烯桥式交联 （ 见 图２ ）。
补强填充剂，以此改善弹性体的物理性能。这样 的混合物称之为 “ 基剂”。二氧化硅所起 的作用
１硅氧烷和氟硅氧烷 的化学性质
图１ 示 出了典型的聚硅氧烷聚合物的化学结 构 。可以看出，它是一条 由交替的硅单元和氧单 元 构 成 的 聚 合 物 主链 ，其 中硅 原 子上 的Ｒ 基 团 代 表 功 能性有 机基 团，如 甲基 、苯基 或 三氟丙 基 。
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图１ 典 型的 聚硅 氧烷 聚合 物主 链
氢键 ， 使 固化 的硅 氧烷 聚合 物 得 以增 强 。这 些 微
们在恶劣环境 中非常有价值 。二 甲基硅氧烷的典 型玻璃化转变点 （ Ｔ ） 低 ＃ － ６ ｓ ℃， 二 苯基 硅 氧烷 的Ｔ 低于一 １ １ ５ ℃。其它性能包括低定伸应力 、耐 湿气 （ ＜ ０ ． ４ ％） 、高介电强度 （ 一般为５ ０ ０ Ｖ ／ ｍ ¨） ， 乙烯基封端硅氧烷的低收缩率 （ ＜ １ ％） ，低离子含
量（ ＜ ２ ０ ｐ ｐ ｍ ） ， 以及 配方 的灵 活性 。 最初 生 产硅 氧 烷聚 合物 是添 ａ ｎ ＿ －氧 化硅 作 为
弱的相互作用以成百万的速度增加，提高了固化 硅 氧烷 的强 度 。通 常用 有机 硅 氧烷 对 二氧 化硅 进 行处理，这有助于提高其在 聚合物 中的相容性， 使其粘度在一定程度上保持稳定，并减少蠕变老
● 耐烃溶 剂 性 ；
＊ ３ ３ ｆ ｇ 推 向市场。氟
● 挤 出成型、压缩成型或压延用Ｈ ｃ Ｒ ； ● 包装于方便的并排工具套件箱 内，带有
静 态混 合件 的Ｌ Ｓ Ｒ ； ● 润滑 脂 、凝胶 、液 体 、泡沫 和分 散体 。
● 温度 范 围 比其 它聚 合物 材料 宽；
还是模制部件或保护性涂层，氟硅氧烷在应用方 面 皆具有 相 当大 的灵 活性 。 本文的 目的是综述硅橡胶和氟硅橡胶的化学 性 质 ，展示 可 用于 终 端用 户 工艺 的不 同类 型氟 硅 氧烷，并着重介绍它们在烃类及高温和低温环境 中的性 能 。
可靠性 的产品，氟硅氧烷的独特性能提供 了卓有
６
氟硅 橡胶 在航 空航 天工 业 中 的应 用
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２ ４ 小 时 内 即可完 全 固化 ，或 者说 通 过热 能够 使 固
基聚硅氧烷聚合物为原料的氟硅氧烷技术的进步 （ 图３ ）。尽 管 一些 氟硅 氧 烷含 有 １ ０ ０ ％的三 氟丙 基 甲基聚硅氧烷的重复单元，而其它系统则包含
了氟硅 氧烷 单 元和 二 甲基 单元 的组 合 ， 以便于 形 成 一种 共 聚物 。调 节 聚合 物 中的三 氟丙 基 甲基 硅 氧 烷单 元 的量 ， 即可改 变玻 璃 化转 变温 度 ，耐溶 剂性 以及 其它 性 能 。
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图２加 成 固化机 制
与 单组 分湿 固化 硅 酮胶粘 剂不 同，两 组分铂 催 化 剂体 系 并不 涉及 离 子基 团， 这就 使它 可 以在
进行 调整 ， 使之 适应 特 定 的应 用 。这些 应用 类型 所需 材料 的选 择 范 围很广 ，归 因于 以三 氟丙 基 甲
硅 氧 烷 相 比有 机 基 橡 胶 具 有 非 常 独 特 的性 能 ， 因为 它们 在 低 温下 能保 持 弹性 ， 而在 高 温下 或 紫外 光 （ ｕ Ｖ ） 照 射下 又具 备 耐 断裂性 ，这 就 使它
类似 于 ｝ 昆 凝 土 中的 砾石 ，它 通 过范 德 华力 和二 氧
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● 良好 的拉伸强度、撕裂强度和伸长百分
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大多数包装为制造商提供了在大型环境 中处 理 氟 硅 氧烷 的方 法 ，尽 管如 此 ，小 巧 的并排 工具
《 广东橡胶 》２ ０ １ ４ 年 第 ５期
５
氟硅橡 胶在航 空航天工 业 中的应 用
朱永康 编 译 （ 中橡 集 团炭 黑工 业研 究设 计 院 ，四川 自贡 ６ ４ ３ ０ ０ ０ ）
氟硅橡胶 （ 即氟硅氧烷 ）进入商业市场为生
产 厂商 提 供 了机 遇 ，这 使 其可 为硅 橡 胶 （ 即硅 氧 烷 ）在 汽 车 、航 空航 天 器 和一 般市 场 寻 求新 的 应 用 。针对 需 要宽 工 作温 度 范 围 、耐 燃 油性 和 长 期
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２ 氟硅氧 烷的类型
在 氟硅 氧 烷 家族 内，对 现有 的几 种配 方 可 以
３ 氟 硅 氧 烷 及其 工 艺 改进
硅氧烷生产企业与产品工程技术人员之间的
括：
● 液体注塑 （ Ｌ Ｉ Ｍ ）材料；
合作，不断将先进的产￣ 硅氧烷的主要优点如下 ：