氟橡胶配方？

Question

如题所述

Answer 1

稳定性佳氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种[1] 。26型氟橡胶耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油，耐无机酸，耐多数的有机、无机溶剂、药品等，仅不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23型氟胶的介质性能与26型相似，且更有独特之处，它耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26型好，在室温下98%的HNO3中浸渍27天它的体积膨胀仅为13%~15%。耐高温性氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中最好的。26-41氟胶在250℃下可长期使用，300℃下短期使用；246氟胶耐热比26-41还好。在300℃×100小时空气热老化后的26-41的物性与300℃×100小时热空气老化后246型的性能相当，其扯断伸长率可保持在100%左右，硬度90~95度。246型在350℃热空气老化16小时之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后保持良好弹性，在400℃热空气老化110分钟之后，含有喷雾炭黑、热裂法炭黑或碳纤维的胶料伸长率上升约1/2~1/3，强度下降1/2左右，仍保持良好的弹性。23-11型氟胶可以在200℃下长期使用，250℃下短期使用。耐老化性氟橡胶具有极好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。据报导，DuPont开发的VitonA在自然存放十年之后性能仍然令人满意，在臭氧浓度为0.01%的空气中经45天作用没有明显龟裂。23型氟橡胶的耐天候老化、耐臭氧性能也极好。真空性能 26型氟橡胶具有极好的真空性能。246氟橡胶基本配方的硫化胶真空放气率仅为37×10-6乇升/秒．厘米2。246型氟橡胶已成功应用在10-9乇的真空条件下。机械性能氟橡胶具有优良的物理机械性能。26型氟橡胶一般配合的强力在10~20MPa之间，扯断伸长率在150~350%之间，抗撕裂强度在3~4KN/m之间。23型氟橡胶强力在15.0~25MPa之间，伸长率在200%~600%，抗撕裂强度在2~7MPa之间。一般地，氟橡胶在高温下的压缩永久变形大，但是如果以相同条件比较，如从150℃下的同等时间的压缩永久变形来看，丁和氯丁橡胶均比26型氟胶要大，26型氟橡胶在200℃×24小时下的压缩变形相当于丁橡胶在150℃×24小时的压缩变形。电性能 23型氟橡胶的电性能较好，吸湿性比其他弹性体低，可作为较好的电绝缘材料。26型橡胶可在低频低压下使用。透气性小氟橡胶对气体的溶解度比较大，但扩散速度却比较小，所以总体表现出来的透气性也小。据报导，26型氟橡胶在30℃下对于氧、氮、氦、二氧化碳气体的透气性和丁基橡胶、丁橡胶相当，比氯丁胶、天然橡胶要好。低温性能氟橡胶的低温性能不好，这是由于其本身的化学结构所致，如23-11型的Tg>0℃。实际使用的氟橡胶低温性能通常用脆性温度及压缩耐寒系数来表示。胶料的配方以及产品的形状（如厚度）对脆性温度影响都比较大，如配方中填料量增加则脆性温度敏感地变坏，制品的厚度增加，脆性混同度也敏感地变坏。耐辐射性氟橡胶的耐辐射性能是弹性体中比较差的一种，26型橡胶辐射作用后表现为交联效应，23型氟橡胶则表现为裂解效应。246型氟橡胶在空气中常温辐射在5×107仑的剂量下性能剧烈变化，在1×107仑条件下硬度增加1~3度，强度下降20%以下，伸长率下降30%~50%，所以一般认为246型氟橡胶可以耐1×107仑，极限为5×107仑。

Answer 2

氟橡胶是一类高饱和的含氟高聚物材料，由于分子中含有氟原子，降低了双键的活性，一般不能用硫黄硫化，可以用有机过氧化物、有机胺类化合物、二羟基化合物和辐射等方法硫化。
（1）二胺及其衍生物硫化体系
胺类硫化剂在氟橡胶中应用较早，也普遍。其硫化胶物理机械性能较好，但耐酸性较差，主要用于氟橡胶26，制造耐热和耐热油制品。该硫化体系由硫化机和酸吸收剂组成。胺类硫化剂（表188）（169页）。
常用酸吸收剂有氧化镁、氧化锌和氧化铅等（如表193）。

常用酸吸收剂对硫化机性能影响（表189）

氟橡胶26和氟橡胶-246胺类硫化体系配方举例（表190）（169页）。
以上各种配方为耐高温用胶料，可在300℃热空气中使用24~50h，在200℃燃料油中使用200h；最后一种耐热更佳，300℃使用时间可达50~100h。
（2）二元酚硫化体系
氟橡胶24和氟橡胶246可采用二元酸硫化体系硫化，其硫化胶压缩永久变形比胺类低，所以又称低压缩永久变形硫化体系。
二元酚硫化体系由二元酚类硫化剂、季胺盐等促进剂、酸吸收剂等组成。常用硫化剂（表191）（170页）。常用促进剂（表192）。
常用酸吸收剂有氧化镁和氧化锌等，但以氧化镁和氢氧化钙并用为佳。各种酸吸收剂对硫化胶性能影响（表193）（见二胺及其衍生物硫化体系）。
（3）有机过氧化物硫化体系
过氧化物能引发自由基反应，使氟橡胶线型大分子形成C-C交联，硫化胶耐热性能良好，耐高温压缩变形小；胶料不易焦烧，能在常用硫化温度范围迅速硫化，硫化时无气泡，可采用热空气等连续硫化工艺。
该体系主要用于G型氟橡胶，可用于氟橡胶23。
有机过氧物硫化体系主要由过氧化物、酸吸收剂、活性剂（其硫化剂）组成。
a.氟橡胶交联特性 G型氟橡胶与一般Viton型氟橡胶不同，它含有可供交联中心的活性第三（或第四）单体。因此，采用有机过氧化物硫化特别有效。
b.过氧化物 氟橡胶硫化用有机过氧化物品种（表194）。
c.活性剂 又称共硫化剂，对有机过氧化物硫化氟橡胶性能有重要影响，主要品种有TAIC、TATM等，应用效果较好。
d.酸吸收剂 常用酸吸收剂（表196）。
上述酸吸收剂中，氧化镁和氧化锌较为常用。
e.硫化工艺特性 有机过氧化物硫化体系的硫化工艺特性有两点：硫化挥发物焦烧；二段硫化能显著降低压缩变形。
二段硫化能显著改善过氧化物体系硫化胶性能；拉伸强度和定伸应力提高；压缩变形减小。
一般来说，普通双酚硫化体系硫化胶耐高温压缩变形，优于过氧化物体系，但是有机过氧化物体系的平板硫化胶压缩变形则低于双酚体系。
f.配方举例 氟橡胶有机过氧化物硫化体系配方举例（如表200）（175页）。

Answer 3

1、配方设计的目的
简要说橡胶配方设计的目的是客户给定的橡胶制品的机械物理和化学性能（或制品的使用环境自己设计符合使用要求的物性），设计出橡胶材料助剂配合的最佳比例，最佳配比要满足现实工厂的生产设备、工艺要求，生产出合格的结构尺寸和物化性能橡胶制品。
配方设计顺序：
a、根据制品的具体使用环境确定胶料的物化指标和应许波动范围；
b、按照性能要求，根据工程师的经验确定出合适的胶料，设计出适合自己设备、模具的生产工艺条件；
c、根据胶料的性能和加工工艺要求选择合适的胶料并确定相应的配比（质量份数）。
这种设计方法是先给出制品的物性，后设计所需的原料和生产工艺，所谓的倒逆分子设计方案。由于胶料的混炼、流动和反应均未达到分子水平，只能是物料配比的估算，需要通过小实验配合，来验证配方设计的合理性（正交设计、仿真分析等不再阐述）。
2、配方设计的原则
a、橡胶制品必须要符合相关的环保要求(VOCs),设计要求：产品尺寸结构、外观、气味（VOC）、ROSHREACH、食品级饮水级医疗级、细菌滋生、物理机械性能、化学耐腐蚀性能，产品收缩等等。
b、制品必须遵循：节能高效，经济合理原则，估算出原料成本、加工工艺和性能（使用要求）最佳平衡点；
c、在原有的设计上不断优化材料配比（新材料的应用）和加工工艺（性设备和自动化的应用）获得预期的可行性。
3、配方设计的程序和方法
a、准备和收集阶段
查阅资料、标准文献，了解产品的使用环境和设计条件（温度、介质、动静负荷、温度、气候、老化、臭氧等），按照以往设计配方经验和相似配方，设计出胶料配比、加工工艺、硫化工艺等。
b、配方实验
设计实验方法，一般有经验的工程师会根据以往设计经验估算出大概材料配合，实验并验证。但：优选法、一元变量法、正交设计、回归分析、均匀设计、高等线、计算机辅助设计、仿真分析等的应用，会让我们更快更合理的找到材料设计的黄金配合点。
配方实验分为：基础配方、性能配方和满足生产的生产配方。
基础配方：鉴定橡胶生胶和配合助剂的基本组成；
性能配方：检验配合是否满足产品的物化性能要求；
生产配方：满足生产工艺、硫化条件等，生产出合格尺寸和性能指标的产品。
c、中试
放大样，试制出需要的合格产品，满足工艺生产，产品物性指标等；测试成品的相关物化性能，给技术鉴定合理的方案。
d、技术鉴定、批量投产。
要求高的产品，技术鉴定时，建议上制品应用的设备上小批量测试，合格后再批次生产。
本次探讨不再讨论橡胶实验设备应用和验证方法。一个合格的配方工程师需要了解原材料物性和应用、实验设备应用和数据调整、物化指标实际应用所起到的作用、工厂现有设备、模具等满足生产需求。