熱硫化氟矽橡膠的性能、加工及其應用

耐熱性

　　氟矽橡膠的高溫分解與矽橡膠一樣，即：側鏈氧化、主鏈斷裂、側鏈熱分解和引起各種複合反應。由於分解產物也會引起主鏈斷裂，所以耐熱性通常比矽橡膠要差一些，在200℃的溫度下已開始氧化老化。但通過添加鐵、鈦、稀土類氧化物等少量的熱穩定劑便可使其獲得顯著的改善，即使在250℃高溫下也具有足夠的耐熱性。

　　溫度對氟矽橡膠影響比矽橡膠大，但比氟橡膠小。國外還研究了氟矽橡膠在150℃×2000h、175℃×5000h、200℃×4000h條件下的使用壽命，其結果是僅次於甲基乙烯基矽橡膠。

耐寒性

　　氟矽橡膠與普通矽橡膠一樣，低溫性能良好。由於氟矽橡膠是以柔軟的Si-O為主鏈構成的線型高聚物，所以低溫特性優於以C-C為主鏈的氟橡膠。其中，氟矽橡膠（LS-2370U）的低溫特性更好，脆性溫度低達-89℃，而一般的氟橡膠約為-30℃。

電性能、耐輻射性能

　　氟矽橡膠的電性能與普通矽橡膠相近，但特彆可貴之處是在高溫、低溫、潮濕、油、溶劑、化學藥品、臭氧等苛刻條件下的變化很小。

　　氟矽橡膠的耐輻射性能並不突出，但耐輻射老化性能優於甲基乙烯基矽橡膠。

　　物理機械性能

　　氟矽橡膠與普通矽橡膠一樣，硫化膠的機械強度（特彆是撕裂強度）比較低。因此，改善和提高氟矽橡膠的強度也是一個重要的研究課題。

　　美國道康寧（Dow Corning）有機矽公司很早就開發出了高強度、高抗撕氟矽橡膠（US-2332U）。中國對高性能氟矽橡膠的研究主要集中在20世紀80年代，儘管從基礎研究到應用研究都取得了一定的進展，但與國外相比還存在著不小的差距。

　　其他特性

　　氟矽橡膠的耐天候老化性非常優良，即使暴露5年後，仍保持有良好的性能。臭氧是彈性體老化時生成*多的氣體之一，但氟矽橡膠通過動態或靜態試驗後都未發現有龜裂或裂紋的現象。

　　此外，氟矽橡膠的防黴性、生理惰性、抗凝血性也是十分良好的。

氟矽橡膠的加工工藝

混煉

　　氟矽橡膠雖屬固體，但可塑度高，不需塑煉，可直接采用開煉機或密煉機進行混煉。其加藥順序或混煉工藝過程如下：

　　生膠（氟矽橡膠＋少量矽橡膠）→白炭黑＋結構控製劑＋加工助劑→倒膠、薄通（5次）→熱處理→返煉＋交聯劑→薄通（8～10次）→出片、停放（12h以上）→待用

　　當采用開煉機混煉時，*好在開煉機輥筒上方裝備防塵或抽風裝置，以減少白炭黑的飛揚。在混煉過程中不得有其他雜質或膠粒混入，溫度應控製在40℃以下，開足冷卻水。開煉機混煉吃粉較慢，每批膠料的混煉時間約在20～40min之間。裝膠隨開煉機規格而定，一般Φ160mm×320mm的開煉機為1～2kg, Φ250mm×620mm的為5～8kg。

　　至於采用密煉機混煉，不但可以提高生產效率、降低勞動強度，而且還能夠減少白炭黑的飛揚和改善操作環境。密煉機混煉的加藥順序基本與開煉機相似，但對加藥間隔時間的要求並不嚴格。每批膠料的混煉時間約為8～18min，密煉機的填充係數應控製在0.7～0.75的範圍較為適宜。排膠溫度與填料種類有關，通常應控製在50℃～70℃的範圍。

熱處理

　　當采用未經表麵改性的氣相法白炭黑作為補強劑時，膠料中必須加入結構控製劑。因此，膠料的熱處理也就成為一道必需的工序。

　　熱處理的目的主要在於：使結構控製劑與白炭黑進一步結合；消除低分子揮發物。一般來講，熱處理的條件為160℃～200℃×1～1.5h。

過濾

　　對擠出製品、壓延製品、塗膠製品、膜片製品來講，機械雜質和未分散的配合劑粒子是導致產品出現質量問題的主要因素之一。因此，對上述製品所用的膠料必須進行過濾。過濾時可采用濾膠機，也可用普通擠出機替代。機筒、螺杆的溫度應控製到*低，濾網規格以120～200目為宜。

返煉

　　膠料經停放後，因凝膠含量增加、可塑性降低，所以使用時必須進行返煉。膠料返煉應適可而止，返煉不足，膠料柔軟性差，表麵不平整；而返煉過度，則膠料表麵會發粘，不利於操作，特彆對氟矽橡膠更是如此。

硫化

　　氟矽橡膠不同於其他普通橡膠，硫化是分一段、二段兩次完成的。一段硫化時間短（1.5～15min），僅能使製品達到定型的程度；經過二段硫化（3～6h）後才能夠達到完全硫化，硫化膠的各項物性才能夠趨於穩定。

　　模型硫化*適用於O形圈、皮碗、膜片、油封、襯墊、護套等製品的加工；常壓熱空氣硫化和加壓蒸汽硫化主要是用於膠管、膠帶、膠布、膠繩、電線電纜覆蓋層等擠出製品、壓延製品、塗膠製品的加工。硫化所用設備可根據製品類型選擇，硫化條件可根據製品規格、厚度、硫化體係來確定。其模壓製品和擠出製品的一段硫化條件分彆見表1、表2所示。

表1模壓製品的一段硫化條件

表2擠出製品的一段硫化條件
氟矽橡膠的應用

　　氟矽橡膠是兼具矽橡膠和氟橡膠兩者特性的彈性體材料。與甲基乙烯基矽橡膠相比，*大的優點是耐油、耐溶劑性；而與氟橡膠相比，儘管在耐烷烴溶劑方麵的差彆甚微，但耐芳烴溶劑性優於氟橡膠，它的良溶劑隻有極性大、小分子的酮類。氟矽橡膠的耐熱性、耐寒性、壓縮長久變形性更優，而且物性對溫度的依賴性較小，從低溫到高溫都顯示出了優良的性能。其次，即使不使用增塑劑也可製得低硬度的製品。因此，氟矽橡膠作為一種新的高性能彈性體材料正在廣泛地應用。

　　氟矽橡膠的應用主要在航空航天、車輛船舶、電子通信、精密儀器、石油化工和*療衛生等領域，但目前巿場需求量*大的還是火箭、衛星、汽車、飛機製造業。

　　航空薄膜：油箱調壓管路中活門用膜片、油箱通氣活門用膜片（在-55℃～200℃的煤油蒸汽和150℃的RP煤油中使用的氟矽橡膠塗層與聚酯布作骨架材料的夾布薄膜）；

　　靜、動態密封件：墊圈、皮碗、活門；

　　汽車製品：燃油水平指示傳感器軟管、霧化器油泵隔膜、燃油泵隔膜、波紋護套、發動機曲軸後密封圈、氣缸墊、燃油泵密封件、油箱蓋墊圈、油箱加油墊圈、濾油器密封件；

　　其他：耐氟氯油、耐氟溴油、耐三氯聯苯、耐H2S溶液、耐液氮等密封件。