氟橡膠被稱為“橡膠之王”,是一種含氟高分子彈性體,具有優(yōu)異的耐介質(zhì)性能、耐高溫性能、耐酸堿性能和耐高真空性能,但耐低溫性能較差,應(yīng)用受到限制。
若將氟橡膠與氟硅橡膠并用,制備氟橡膠/氟硅橡膠并用膠,性能會產(chǎn)生什么影響呢?
氟硅橡膠是一種側(cè)鏈含有氟原子的硅橡膠,其主鏈為硅氧鍵,分子鏈柔順性好,耐低溫性能優(yōu)異。氟硅橡膠中含有一定量不飽和鍵,可以采用過氧化物硫化體系進行硫化。
氟橡膠的硫化溫度和硫化時間與氟硅橡膠大致相同,兩者可以實現(xiàn)共硫化,因此這兩種橡膠并用在理論上具有可行性。
中國兵器工業(yè)集團第五三研究所選取如下材料,進行了實驗
氟橡膠,牌號PL958,比利時蘇威公司產(chǎn)品;
氟硅橡膠,牌號AFS-R-1003,深圳冠恒新材料科技有限公司產(chǎn)品;
硅橡膠,牌號110-2,中昊晨光化工研究院產(chǎn)品;
??
物理性能對比
不同并用比氟橡膠/氟硅橡膠并用膠的物理性能如表2所示
?從表2可以看出,當(dāng)氟橡膠/氟硅橡膠并用比為8/2時,并用膠的物理性能較好,這是由于該并用比下,氟橡膠與氟硅橡膠形成相互分散較好的海-島結(jié)構(gòu),而氟硅橡膠的比例相對增大或減小均會使兩相相容性變差。
耐介質(zhì)性能和脆性溫度
體積(質(zhì)量)變化率是試樣在介質(zhì)中處理前后體積(質(zhì)量)的變化率,其值越小,試樣的耐介質(zhì)性能越好,反之越差。不同并用比氟橡膠/氟硅橡膠并用膠的耐介質(zhì)性能和脆性溫度如表3所示。
?從表3可以看出:隨著氟硅橡膠用量增大,并用膠的耐介質(zhì)性能略有下降,耐低溫性能明顯提高;普通氟橡膠的脆性溫度僅為-20?℃左右,當(dāng)氟橡膠/氟硅橡膠并用比為5/5和8/2時,并用膠的脆性溫度分別可達
-52和-45?℃,耐低溫性能大幅提高;氟硅橡膠提高并用膠耐低溫性能的同時并未使其耐介質(zhì)性能大幅降低,即便氟橡膠/氟硅橡膠并用比為5/5,并用膠仍具有優(yōu)異的耐介質(zhì)性能。
SEM分析
選取氟橡膠/氟硅橡膠并用比為8/2和5/5的并用膠進行斷面微觀形態(tài)分析
當(dāng)氟橡膠/氟硅橡膠并用比為8/2時,并用膠形成了均勻的相態(tài)結(jié)構(gòu),未出現(xiàn)明顯分層,說明兩種膠實現(xiàn)了共硫化,宏觀表現(xiàn)出優(yōu)異的物理性能;當(dāng)氟橡膠/氟硅橡膠并用比為5/5時,并用膠出現(xiàn)明顯的中空區(qū)域,受力時會產(chǎn)生裂紋使其性能明顯降低,這表明兩種膠難以混合均勻,不能形成分散均勻的海-島或者海-海結(jié)構(gòu)。
結(jié)論
(1)隨著氟硅橡膠用量增大,并用膠的脆性溫度降低,耐低溫性能明顯提高。
(2)當(dāng)氟橡膠/氟硅橡膠并用比為8/2時,并用膠的微觀結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象,物理性能較好。
?