氟橡胶（FPM）及其应用场景

氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上连有氟原子的一种合成高分子弹性体，是近代航空工业中很重要的优良材料。

1.氟橡胶种类

氟橡胶品种很多，主要有23型氟橡胶和26型氟橡胶两种。由于23型氟橡胶加工困难，在电缆工业上主要使用26型氟橡胶。26型氟橡胶是六氟丙烯与偏氟乙烯的共聚体，常见的有以下三种型号：

1）氟橡胶2641是由偏氟乙烯与六氟丙烯按4∶1的摩尔比在85～100℃和100大气压下，经乳液聚合而成，化学结构式为

分子量约20万，门尼黏度约150±40，塑性稍好。主要用于耐高温（200～300℃）、耐油的场合，加工性较好。

2）氟橡胶26的分调、化学组成与氟橡胶2641是一样的，只是塑性不同而已，它的分子量在6～10万之间，门尼黏度70～90，塑性差些。

3）氟橡胶246是由偏氟乙烯、四氟乙烯与六氟丙烯三元共聚体，三种单体所占摩尔百分比为偏氟乙烯为65%～70%，四氟乙烯为14%～20%，六氟丙烯为15%～16%，化学结构式为

分子量10万左右，门尼黏度为100。它比氟橡胶2641更耐热和化学试剂。

总之，26型氟橡胶在热稳定性、化学稳定性及耐溶剂方面都是目前氟橡胶中性能较为全面的品种，使用温度范围为-55～+315℃，在375℃高温下，短时间内仍能保持橡胶特性。

2.氟橡胶的结构特点

1）取代基-F是强极性基团，分子结构又不对称，因而氟橡胶具有一定的极性，耐油性优良，同时这使氟橡胶分子间作用力大、结构紧密、分子链柔顺性较差，而且也由于氟原子的存在，使碳碳键长缩短（0.148nm），从而分子链不易旋转，弹性下降，耐寒性不佳。

2）分子侧链上由氟原子取代了部分氢原子，这一结构的变化，使氟橡胶具有独特的性能，氟是电负性最大的元素，具有很大的吸电子的本领，当它与碳原子结合时，便生成键能很高的C—F键（448kJ/mol），而且这种键能还随原子氟化程度的提高而增大，同时分子中氟原子还可增强与之相连的C—C键的能量，又能使碳原子与别的元素结合的键能提高。另外氟原子的半径（0.064nm）比氢原子的大，接近碳碳键的键长（0.154nm）的一半，从而能紧密排列在碳原子的周围，而碳氟键较长，这样就使它对碳碳主链形成了很好的屏蔽层，从而保证C—C键具有很高的热稳定性和化学稳定性。(www.xing528.com)

3）分子链高度饱和，是属于饱和性橡胶。

3.氟橡胶的性能

氟橡胶是白色或淡黄色弹性体，比重在1.82～1.86之间。

1）优异的耐高温性能，26型氟橡胶可在250℃下长期工作，23型氟橡胶可长期用于200℃，可见它的耐热老化性能可以和硅橡胶媲美，不过它的力学性能在高温下降落的幅度较大，其与其他橡胶比较见表7-9。

表7-9 硅橡胶的性能

2）优异的耐油、耐化学腐蚀性；耐油、耐溶剂和耐化学腐蚀优于已知的各种橡胶，可耐王水腐蚀。

3）优良的耐日光、臭氧和大气老化性，氟橡胶在大气中暴露十年后，性能基本稳定；在0.01%O₃中经受45天，没有明显龟裂；对辐射作用也很稳定，并有良好的耐湿、防潮、防霉作用。

4）足够的力学性能、较好的耐压缩永久变形的能力。

5）氟橡胶卤素原子含量高，属于自熄性橡胶，虽遇火焰能够燃烧，但离开火焰后就自动熄灭。

总之，氟橡胶最突出的性能是耐热氧老化性，26型氟橡胶可在250℃下长期工作，可见它的耐老化性能可以和硅橡胶媲美，不过它的力学性能在高温下降落的幅度较大。具有优异的耐化学腐蚀性能，对有机液体、浓酸的化学稳定性比其他橡胶都高，其耐油、耐溶剂性优于已知的各种橡胶。良好的耐日光、臭氧和大气老化性；并有良好的耐湿、防潮、防霉作用，氟橡胶具有耐燃性。

氟橡胶的缺点是电性差，且温度对其影响很大；耐低温性能较差，价格昂贵，而且工艺加工性也不好，主要用作特种电线（耐高温、耐油、耐化学药品侵蚀）的低压低频绝缘和耐热护套。