全氟橡胶在20世纪60年代晚期发展起来,全氟橡胶含有大约72.5%氟原子(质量分数),且聚合物主链上没有大量的碳氢链段。
一般氟橡胶具有较低的氟含量,质量分数大约为65.9%~70.5%。引入大量偏氟乙烯单体使氟橡胶获得许多碳烃性能。在常用的氟橡胶中,烃引入了热力学薄弱点。氟碳键的离解能(BDE)**碳烃键大约25%~30%(取决于基准)。氟碳键的BDE是514kJ/mol,而碳烃键的BDE是338kJ/mol。
全氟橡胶聚合物主链上只有碳和氟原子,不含氢原子,因而聚合物链的惰性很强,可以说对所有的化学药品都很稳定。从分子结构看,由于氟原子的范德瓦尔斯半径比氢原子的大(F:0.72A°;H0.37A),在CC链上氟取代氢使得链扭曲成螺旋状,得到一个由氟原子组成外壳的圆柱体,正是由于这个惰性的、“氟代”的外层才保护聚合物碳骨架不被化学品攻击,使聚合物具有显着的耐化学药品性。
全氟弹性体几乎不受所有流体影响,包括脂肪类、芳烃类、酯类、醚类、酮类、油类、润滑剂类及大部份的酸类。如浓酸(硫酸、硝酸、盐酸和氢氟酸)能破坏大部分的橡胶,而全氟橡胶对它们的稳定性很高,但会受到一些强氧化剂和还原剂的影响,在HCFC、CFC、氟油、三氟氯乙烯油等介质中会产生溶胀,使用中应注意避免。
氟橡胶的主要性能及应用
从主链结构上看,氯橡胶可以分为三种基本类型:即①氟碳橡胶、②氟硅橡胶、③氟化磷腈橡胶,其中以氟碳橡胶为主,而其中又以@偏氟乙烯与三氟氯乙烯共聚(1#胶)、②偏氟乙烯和六氟丙烯共聚(2#胶)、③偏氟乙烯和六氟丙烯及四氟乙烯三元共聚(3#胶)为主。
(1)1#氟橡胶
具有良好的物理机械性能及化学稳定性,能在200℃之下长期使用,250℃之下短期使用;脆点为-20℃--40℃;优良的耐介质性能,对**溶剂、无机酸、氧化剂作用的稳定性优良,尤其耐酸性优异;有板好的耐气侯、耐臭氧性能,在大气中暴露数年后,物理机械性能变化甚徽,对徽生物的作用亦较稳定,1#氨橡胶目前国内仅晨光院生产,主要用于制各耐热、耐油、耐酸的橡胶制品,如容封件、胶管、胶垫、胶布、胶带、簿膜、油箱和浸渍制品等也可用作导线的外护套及设备防腐衬里等,广泛应用于航空工业、石油工业、汽车工业、化学工业等领域,
(2)2#氟橡胶
2#氨橡胶是用量的氯橡胶品种。具有良好的贮存稳定性、电绝缘性和抗辐射性;优良的耐油、耐介质性;较好的真空性能;可满足特殊场合的需要;耐热性好,通常可在250℃下长期使用,300℃下短期使用,
26型氨橡胶主要用于耐热、耐油、耐酸的橡胶制品制备,如密刻件、胶管、胶垫等,产品可在250℃下长期使用,300℃下短期使用,它耐油性**其它品种橡胶,可用于需耐法的场合的部件。举例如下:
①月作“0”形图,V型密贫图,带金属骨架的油封皮碗、阀门密封垫等,这些密刻材料可在200-250℃温度下长期工作和300℃短期工作,
②在石油工业中:F26胶密封件被用在钻井机城族油设备、天然气脱硫装置上,可同时承受高温、高压、油类和是腐蚀介质等黄刻条件中侯用。
③在化学工业中:F26密封件被用在泵、管接头、设备容器之中,以密封无机酸、**物等化学物质,
④在建筑材料制造方面:F26可作水泥单仓泵密封胶圈,比天然橡胶做的密封圆使用寿命延长了10倍左右,
商品化全氟橡胶主要有两种。种是耐化学介质型,通过适宜的过氧化物和助交联剂交联。耐化学介质牌号主要用于要求耐化学介质和温度不是太高的场合。这些型号相对于其他胶料牌号较便宜,适用于各个行业化学品处置、清洗和化学腐蚀工艺等应用场合。
其他主要全氟橡胶牌号为耐高温型(HT),需要一些催化剂交联生成三嗪交联网络或使用二氨基双酚AF形成苯并嗯唑交联点。工作温度**230℃时可采用这些材料。全氟三嗪网络交联结构能在315C下长期使用,且具有很小的物性损失和良好的压缩*变形性。苯并嗯唑硫化橡胶的使用上限温度大约是275~280℃。耐高温型全氟橡用于航空航天、石油天然气和化学工业中,这些领域具有许多较端热环境和强腐蚀性的化学介质,这种全氟橡胶在这些领域中使用良好。
也有一些特种全氟橡胶,主要应用在半导体领域,具有较好的耐等离子体性、不同程度的表面透明和清洁度。为了实现这些材料的应用优势,需要在清洁的环境中混炼和加工。
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