AFLAS、FKM、TPV的特點與區(qū)彆
1976年，美國杜邦公司推出係列過氧化物硫化氟橡膠，其中就有氟醚橡膠Viton GLT和GFLT，GFLT是高氟含量的GLTE6,73。前幾年，杜邦公司采用白有的APA(**聚合物設計)技術開發(fā)出性能更好的氟醚橡膠VitonGLT-S，GBLT-S和GFLT-Sc82。杜邦公司的氟醚橡膠VitonGLT和GFLT是VDF，PFMVE和TFE的共聚物，在主鏈上引入含溴的提供過氧化物硫化位置的單體(CSM)，可能是三氟溴乙烯。采用APA技術的新型耐寒氟橡膠的聚合物組成與GLT相同，隻是采用改進的提供過氧化物硫化位置的單體(1CSM)，但ICSM的成分不詳。采用APA技術的氟醚橡膠可大大縮短二段硫化時間，由24h縮短至4h(硫化溫度為230℃)。
日本大金公司工業(yè)化生產(chǎn)的氟醚橡膠DALELL丁-302的聚合物組成和CSM與杜邦公司產(chǎn)品有所不同，其為VDF、HFP和全氟烷基乙烯基醚的共聚物，CSM為含碘化合物。通過碘轉移聚合(10dine-transferP01ymerizatiOn)將含碘的可硫化單體引入聚合物中，位於直鏈聚合物的兩端。對於密封性能要求較高的製品，需要提高交聯(lián)密度，因此開發(fā)了支化型氟醚橡膠，即將碘基團也引入側基，以增大硫化位置的濃度。DALEL LT-302可以不用二段硫化，或在較低溫度下進行短時間二段硫化(180℃×4h)。
俄羅斯也生產(chǎn)氟醚橡膠，牌號為CK中260和CK0460，具體成分不詳。
氟醚橡膠與全氟醚橡膠不同，全氟醚橡膠分子鏈中全部為C-F鍵，不含C-H鍵，而氟醚橡膠中含有C-H鍵。全氟醚橡膠耐高溫和耐介質性能優(yōu)異，使用溫度可達288℃，經(jīng)過316℃×336 h老化後，其拉伸強度保持率達到76%。全氟醚橡膠主要用於航天、石化和原子能等部門，價格昂貴，但其耐寒性能不佳，脆性溫度雖然達到-39℃，但溫度回縮試驗TR10僅為-2℃，克拉什-伯格柔軟溫度也僅為-2℃。
氟醚橡膠與氟橡膠的性能對比如表5和6所示。從表5可以看出，氟醚橡膠的耐寒性能優(yōu)於低壓縮長久變形氟橡膠ⅥtonE-60和GH。從表6可以看出，雖然V讓onGLT和GFLT在高溫下的耐壓縮長久變形性能不及Vi-tonE-60，但其在-30℃時的耐壓縮長久變形性能卻明顯優(yōu)於VitonE-60C，因此VitonGLT在低溫密封臺架試驗時的表現(xiàn)較好。此外，采用細煤粉(AustingBlack，美國SlabFOrkCoal公司產(chǎn)品)部分替代炭黑N908，可明顯改善氟醚橡膠在高溫下的耐壓縮長久變形性能，使ⅥtonGLT的耐壓縮長久變形性能與VitonE-60C接近。
日本大金公司的氟醚橡膠DALELLT302由於采用了一些特殊技術，如采用碘轉移聚合控製相對分子質量分布，在共聚物分子鏈端部提供過氧化物硫化位置以及通過分子設計提高耐低溫性能，因此具有更好的耐壓縮長久變形性能，同時保持良好的耐寒和耐油性能(見表7)。
與ⅥtonGLT相比，DALELLT-302的二段硫化溫度大幅度降低，硫化時間明顯縮短，若采用硫化劑DCP或BIPB替代硫化劑雙25，還可以取消二段硫化，其耐壓縮長久變形性能不會下降(見表8)。
表5 氟醚橡膠與氟橡膠物理性能和耐寒性能對比
項目 | VitonGLT | VitonGFLT | VitonE-60C | VitonGH5) | |||
低硬度1) | 中硬度1) | 低硬度1) | 中硬度1) | 低硬度1) | 中硬度1) | ||
邵爾A型硬度/度 | 57 | 70 | 60 | 72 | 61 | 74 | 77 |
100%定伸應力/MPa | 2.6 | 7.4 | 3.2 | 8.6 | 2.8 | 6.5 | 5.2 |
拉伸強度/MPa | 10.4 | 17.5 | 6.8 | 15.2 | 10.5 | 14.0 | 13.1 |
拉斷伸長率/% | 147 | 179 | 206 | 149 | 233 | 196 | 186 |
壓縮長久變形/% |
| ||||||
150℃×70 h | 2l | 22 | 24 | 26 | 10 | 12 |
|
200℃×70 h | 32 | 26 | 34 | 36 | 19 | 16 | 51 |
Tg/℃ | --31 | --30 | --24 | --23 | --15 | -18 |
|
溫度回縮試驗TR10/℃ | --31 | --31 | --25 | --25 | 一17 | --17 | --11 |
脆性溫度/℃ | --49 | --45 | --41 | --40 | --23 | --22 | --40 |
注：1)配方為氟醚橡膠 100，炭黑N990 10，氫氧化鈣 3，加工助劑 l，硫化劑雙25(質量分數(shù)為0.45) 3，助交聯(lián)劑TAlC 3；2)配方為氟醚橡膠 100，炭黑N990 30，氫氧化鈣 3，加工助劑 1，硫化劑雙25(質量分數(shù)為0.45) 3，助交聯(lián)劑TAIC 3；3)配方為VitonE-60C(含硫化劑雙酚AF和促進劑BPP的母煉膠) 100，炭黑N990 10，高活性氧化鎂 3，氫氧化鈣 6，加工助劑 1；4)配方中炭黑N990用量為30份，其餘組分和用量與低硬度VitonE-60C相同；5)配方為VitonGH 100，炭黑N908 30，升華氧化鉛 3，加工助劑 2，硫化劑雙25(質量分數(shù)為0.45) 2.5，助交聯(lián)劑TAIC 2.5。一段硫化條件為177℃×10min，二硫化條件為232℃×24h。
表6 氟醚橡膠與氟橡膠耐壓縮長久變形和低溫密封性能對比
項目, | VitonGLT | VitonE-60C | |
l#配方 | 2#配方 | ||
壓縮長久變形/% |
| ||
232℃×70h | 57 | 36 | 30 |
200℃×70h | 30 | 21 | 18 |
0℃×70h | 47 | 48 | 23 |
-20℃×70h | 77 | 77 | 73 |
-30℃×70h | 73 | 73 | 92 |
低溫臺架試驗 |
| ||
密封溫度/℃ | -40 | -46 | -29 |
泄漏溫度/℃ | -46 | -54 | -34 |
注：p配方(標準配方)為VitonGLT 100，炭黑N908 30，氫氧化鈣 4，硫化劑雙2S(質量分數(shù)為0.45) 4，助交聯(lián)劑TA-IC 4；2#配方(低壓縮長久變形配方)為VitonGLT 100，炭黑N908 10，細煤粉 20，氫氧化鈣 4，硫化劑雙25(質量分數(shù)為0.45) 4，助交聯(lián)劑TAIC 4 Vlton E-60C配方為VitonE-60C 100，炭黑N908 30，活性氧化鎂 3，氫氧化鈣 6。一段硫化條件為177℃×10min，二段硫化條件為232℃×24h。
表7 DAI-ELLT-302與VitonGLT的性能對比
項目 | DAI-ELLT-3021) | VitonGLT2) |
邵爾A型硬度/度 | 67 | 67 |
100%定伸應力/MPa | 3.7 | 3.9 |
拉伸強度/MPa | 18.9 | 19.1 |
拉斷伸長率/% | 260 | 250 |
壓縮長久變形/% |
| |
200'C×70 h | 17 | 27 |
-20℃×70 h |
| |
-30℃×70 h | 24 | 44 |
吉曼扭轉試驗 | 39 | 67 |
T10/℃ | 一29.5 | -27.5 |
溫度回縮試驗 |
| |
TR10/℃ | -31 | -31 |
TR70/℃ | -25 | -22 |
脆性溫度/℃ | -38 |
|
40'C×70h燃油浸泡後 |
| |
體積變化率/% |
| |
燃油C | +13 | +13 |
M-153) | +37 | +40 |
注：1)配方為DAI-ELLT-302 100，炭黑N990 20，硫化劑雙25 1.5，助交聯(lián)劑TAlC 4；一段硫化條件為160℃×10rain，二段硫化條件為180℃×4 h。2)配方為VitonGLT 100，炭黑N990 20，氫氧化鈣 3，硫化劑雙25 1.5，助交聯(lián)劑TA-IC 4；一段硫化條件為160℃×15min，二段硫化條件為230℃×24 h。3)燃油C/甲醇(體積比為85/15)混合液。 美國杜邦公司VitonGLT和GFLT的氟質量分數(shù)分彆為0.64和0.67。ⅥtonGLT符合美國宇航材料標準AMS-R-83485的要求，V讓onGFLT符合美國通用汽車公司標準GM6269M、福特汽車公司標準M2D40l-A3和戴姆勒-克萊斯勒汽車公司標準MSBZ-832-F的要求。3種采用APA技術生產(chǎn)的新型氟醚橡膠VitonGL丁-S，GBLT-S和GFL丁-早的氟質量分數(shù)分彆為0.64，0.66和0.67。
表8 硫化條件對氟醚橡膠性能的影響
項目 | DAI-ELLT-302 | VitonGLT3) | |
| 一段硫化1) | 二段硫化2) | |
硫化儀數(shù)據(jù)(160℃) |
| ||
ML/(N·m) | 3.4 | 2.1 | 7.8 |
MH/(N·m) | 47.0 | 49.5 | 35.7 |
t10/min | 0.6 | 0.5 | 0.8 |
t10/min | 2.1 | 1.5 | 5.4 |
邵爾A型硬度/度 | 72 | 74 | 71 |
100%定伸應力/MPa | 6.7 | 8.8 | 7.5 |
拉伸強度/MPa | 15.8 | 20.7 | 20.4 |
拉斷伸長率/% | 210 | 220 | 200 |
壓縮長久變形/% | 20 | 20 | 30 |
溫度回縮試驗 |
| ||
TR10/℃ | -32 | -32 | -31 |
注：1)配方為DAI-ELLT-302 100，炭黑N990 30，氧化鋅 10，硫化劑DCP 0.75，助交聯(lián)劑TAIC(質量分數(shù)為0.6)6.7；硫化條件為160℃×10 min。2)配方為DAI-ELLT-302100，炭黑N990 30，氧化鋅 10，硫化劑雙25 1.5，助交聯(lián)劑TAIC(質量分數(shù)為0.6) 6.7；一段硫化條件為160℃×10min，二段硫化條件為180℃×4 h。3)配方為VitonGLT 100，氫氧化鈣 3，硫化劑雙25 1.5，助交聯(lián)劑TAlC(質量分數(shù)為o.6)6.73一段硫化條件為170℃
10min，二段硫化條件為230℃×24 h。4)200℃×70h。
與V訌
