特种合成橡胶品种速查手册

第四章　特种合成橡胶

第一节　硅橡胶

一、简介

硅橡胶是以聚硅氧烷为主链的弹性体，而聚硅氧烷则由Si—O(硅—氧)链重复连接构成。

硅橡胶用途广泛，除在汽车、电器和电子办公机械三大领域应用外，还大量用于建筑、医疗、食品工业等方面，它属于特种合成橡胶范畴，但目前人们已将它当做通用橡胶使用。

硅橡胶与天然橡胶及其他合成橡胶不同，一般不以生胶形式出售，如在欧美国家多以母胶形式出售，也有以混炼胶方式销售的，日本制造商则均按备用(Ready－use)的形式供货。这是因为，在橡胶制品加工厂中，硅橡胶制品一般品种多而生产批量小，而且用白炭黑作补强剂需要专用设备进行配炼加工(以免混入普通炭黑、防老剂等杂质而降低成品的物理性能及外观质量)。用户在配炼时所受的限制条件较多。

硅橡胶的品种较多，其分类方法也不尽相同。

(1)按其化学组成分类。分为二甲基硅橡胶、甲基乙烯基硅橡胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶、氟硅橡胶、腈硅橡胶、亚苯基硅橡胶、硼硅橡胶和室温硫化硅橡胶。

(2)按外观形态与交联机理分类。硅橡胶按其外观形态与交联机理来分类，可有多种等级，大致可分为以聚合度5000～10000的线型硅氧烷聚合物(生胶状)为主要成分的混炼型和以聚合度为100～2000的线型硅氧烷聚合物(油状)为主要成分的液体状态两类。

二、硅橡胶的特点

硅橡胶分子主链含有硅氧(Si—O)链节的特殊结构，这决定了它具有下列特点。

(1)耐高低温。硅橡胶是一种耐热性橡胶。在各种橡胶中，它具有最宽的工作温度范围(－100～350℃)。例如，适当配合的乙烯基硅橡胶，经250℃数千小时或经300℃数百小时热空气老化后，仍能保持橡胶状特性;低苯基硅橡胶的玻璃化温度为－140℃，其硫化胶在－70～100℃的温度下仍具有弹性。硅橡胶用于火箭喷管内壁防热涂层时，能耐瞬时数千度的高温。

(2)优异的耐臭氧老化、氧老化、光老化和气候老化的性能。硅橡胶硫化胶于自由状态在室外曝晒数年后，其性能无显著变化。

(3)优良的电绝缘性能。硅橡胶硫化胶的电绝缘性能在受潮、遇水或温度升高时的变化较小，燃烧后生成的二氧化硅仍为绝缘体，这就保证了电气设备能继续工作，直到检修。

(4)生理惰性。硅橡胶无味、无毒，对人体无不良影响。

(5)特殊的表面性能。硅橡胶是疏水的，对许多材料都不粘，可起隔离作用。

(6)高透气性。硅橡胶的透气性较普通橡胶大数十至数百倍。而且对不同气体(O2、N2、CO2等)的透气性差别较大。

(7)特种硅橡胶具有耐油、耐辐射、耐燃烧等性能。

(8)良好的防霉性。硅橡胶制品经长期存放，其吸水性小于0.015%，对各种藻类和霉菌无滋生作用，故不会发霉。

(9)硅橡胶的主要缺点是在常温下，其硫化胶的拉伸强度、撕裂强度和耐磨性等，比天然橡胶和其他合成橡胶低得多，耐酸、碱性差，而且价格较贵。

三、硅橡胶的主要类别

1.高温硫化硅橡胶

高温硫化硅橡胶是最早应用的一类硅橡胶，采用有机过氧化物交联硫化，有许多品种。根据化学组成的不同可分为以下几种。

(1)二甲基硅橡胶。二甲基硅橡胶的基本特性为:耐热性和耐寒性优异，能在－50～250℃温度范围内长期使用而保持其橡胶弹性;耐臭氧性、电绝缘性也优良;胶料的力学性能差;厚制品硫化较困难，硫化时易起泡，耐湿热性差，且压缩变形大。该橡胶的原料橡胶采用加成聚合而得。

二甲基硅橡胶原料橡胶与配合橡胶的性能分别见表4－1和表4－2。

表4－1　二甲基硅橡胶原料橡胶的性能

表4－2　二甲基硅橡胶配合橡胶的性能

续表

由于二甲基硅橡胶存在硫化活性低、工艺性能差、厚制品在二段硫化时易发生气泡且高温压缩变形大等缺点，目前除少量用于织物涂覆等外，几乎已为甲基乙烯基硅橡胶所取代。

(2)甲基乙烯基硅橡胶。甲基乙烯基硅橡胶也称乙烯基甲基硅橡胶，其全称是聚甲基乙烯基硅氧烷橡胶，代号为MVQ，是在二甲基硅橡胶的侧链上引进少量乙烯基而得。乙烯基的引入改进了二甲基硅橡胶的缺点，提高了硅橡胶的硫化活性，能使用活性较小的有机过氧化物硫化交联，且用量可减少，同时使硫化胶的性能改善，如提高制品硬度、降低压缩变形，使厚制品的硫化进行得较均匀，并减少气泡的发生。一般认为乙烯基的含量在0.07%～0.15%的硅橡胶有较好的综合性能。增加乙烯基的含量虽可提高硫化速率，并可用硫黄促进剂硫化，但胶料的热稳定性下降，硫化胶的物性也降低。

甲基乙烯基硅橡胶的基本特性为:耐热性、耐寒性极好，在－60～250℃很宽的温度范围内使用物性变化少;耐臭氧性、耐气候性好;电性能优良，在很宽的温度范围内，频率范围变化少;力学性能差，抗高温压缩变形比二甲基硅橡胶有改进。

国产甲基乙烯基硅橡胶原料橡胶与配合橡胶的性能分别见表4－3和表4－4。

表4－3　国产甲基乙烯基硅橡胶原料橡胶的性能(根据HG2—1493—1983标准规定)

表4－4　配合橡胶的性能

甲基乙烯基硅橡胶由于硫化活性提高，耐热性和高温抗压缩变形有很大改进，是产量最大、应用最广的一类硅橡胶，品种牌号也最多。除通用型胶料外，各种专用性和具有加工特性的硅橡胶，也都以它为基础进行加工配合，如高强度、低压缩变形、导电性、迟燃性、导热性等硅橡胶。这类硅橡胶广泛用于O形圈、油密封，各种管道、密封剂和胶黏剂等。

(3)甲基苯基乙烯基硅橡胶。甲基苯基乙烯基硅橡胶，全称是聚甲基苯基乙烯基硅氧烷橡胶，也称甲基乙烯基苯基硅橡胶，简称苯基硅橡胶，代号为MPVQ。它是在甲基乙烯基硅橡胶的分子链中引入二苯基硅氧烷链节(或甲基苯基硅氧烷链节)而制成的。其目的是通过引入大体积的苯基来破坏聚硅氧烷分子结构的规整性，以降低聚合物的结晶度和玻璃化温度，从而改善硅橡胶的耐寒性能。苯基硅橡胶中的苯基链节可以是一苯基硅氧结构，也可以是二苯基硅氧结构。当苯基约为硅原子的6%(摩尔分数)时，即苯基/硅约为6%时，称为低苯基硅橡胶，它具有最佳的耐低温性能，在－100℃时仍可保持柔曲性能力。当苯基/硅为15%～20%时，称中苯基硅橡胶，具有耐燃性。当苯基/硅在35%以上时，称高苯基硅橡胶，具有优良的耐辐射性。中苯基和高苯基硅橡胶，由于加工困难，力学性能较差，因此其生产和应用受到了一定的限制。

苯基硅橡胶的基本特性为:具有硅橡胶的一般特性;低温特性更为改进，脆性温度达－115℃;耐辐射性、耐燃烧性优异;苯基含量增加，混炼加工性变差，硫化胶的耐油性、压缩永久变形性等低下(表4－5)。

表4－5　苯基硅橡胶原料橡胶性能

苯基硅橡胶主要用于涂覆，生产O形圈、油封、各种管道、密封剂和胶黏剂等。

(4)氟硅橡胶。氟硅橡胶是在甲基乙烯基硅橡胶的分子侧链上引入氟烷基或氟芳基而制成的聚合物。它具有优异的耐油、耐溶剂性能，但耐高温、低温性能不如甲基乙烯基硅橡胶，其工作温度范围为－50～250℃。氟硅橡胶的品种不少，但获得广泛应用的仅有甲基乙烯基三氟丙基硅橡胶或称聚甲基乙烯基三氟丙基硅氧烷橡胶，简称为氟硅橡胶也称硅氟橡胶，代号为MFVQ。它对脂肪族、芳香族和氯代烃溶剂，石油基的各种燃料油、润滑油、液压油以及某些合成油(如二酯类润滑油、硅酸酯类液压油)在常温和高温下的稳定性都很好。

氟硅橡胶的基本特性为:具有硅橡胶共有的优异的耐寒性和低的压缩永久变形;耐油性显著改进;价格高昂。

氟硅橡胶原料橡胶与配合橡胶的性能分别见表4－6和表4－7。

表4－6　氟硅橡胶原料橡胶的性能

表4－7　氟硅橡胶配合橡胶的性能

氟硅橡胶主要用于军工业、汽车部件、石油化工、医疗卫生和电气电子等工业上的特殊耐油、耐溶剂、耐高低温用途的产品，如模压制品、O形圈、垫片、胶管、动静密封件以及密封剂、胶黏剂等。

2.室温硫化硅橡胶

室温硫化硅橡胶是指不需要加热，在室温下可硫化的硅橡胶，它是相对分子质量较低、有活性端基或侧基的稠状液体，全部都以胶料的形式在市场上出售。按商品包装的形式有单组分室温硫化硅橡胶和双组分室温硫化硅橡胶之分。前者是基础生胶、填料、交联剂、催化剂在无水条件下混合均匀后，进行密封包装的，使用时挤出与空气中的水分接触，发生缩合交联而成弹性体的。后者是将基础胶料和交联剂或催化剂分开包装，使用时按一定配比混合，进行硫化缩合反应制得弹性体的。按硫化机理又可分为缩合型和加成型室温硫化硅橡胶，室温硫化硅橡胶除具有高温硫化硅橡胶耐氧化、耐宽广的高低温、耐寒、耐臭氧、优异的电绝缘性、生理惰性、耐烧蚀、耐潮湿等特性外，还具有使用方便、就地成型、不需专门的加热加压设备等优点，且可适当改变填料、添加剂和聚合物的结构组成，特别是各种交联剂、催化剂，从而制成诸多性能不同的品种。因此，国外销售的这类硅橡胶的牌号繁多，广泛用于电子、电器、仪器、航空、航天、建筑、医学、汽车运输、化工、轻工、船舶制造、高能物理及国防军工等各工业部门，作为灌注、包封、粘接、密封填充、绝缘、抗震、防潮等应用。

(1)缩合型室温硫化硅橡胶。有单组分和双组分之别。以低相对分子质量的羟基封端硅氧烷为基础生胶。

(2)单组分缩合型室温硫化硅橡胶。其基本特性为:具有优良的耐热、耐寒性能，一般制品可在－60～200℃温度范围内长期使用;对一般基材如各种金属、陶器、木材、塑料、水泥、玻璃等都具有一定的粘接性;具有优良的电绝缘性。

晨光化工研究院部分产品性能参数见表4－8。

表4－8　各牌号产品性能(根据Q/CG—211—1982，Q/CG—232—1982，Q/CQ—236—1982标准规定)

单组分室温硫化硅橡胶主要用于粘接和密封，如用于机械工业、汽车工业、航空和航天工业的密封，高层建筑伸缩缝和连接缝的密封，大型玻璃窗、卫生间的密封等。

(3)双组分缩合型室温硫化硅橡胶。其基本特性为:具有一般硅橡胶的特性;提高环境温度，硫化速率提高;双组分室温硫化硅橡胶除特殊品种外，对一般材料不呈现黏着力，若采用底涂工艺可加以改善，但比单组分室温硫化硅橡胶差;介电性能优良;耐热性能好，一般在200℃下可长期使用，加入耐热添加剂可在250～300℃使用。

缩合型双组分室温硫化甲基硅橡胶的性能及试验配方见表4－9。

表4－9　缩合型双组分室温硫化甲基硅橡胶性能及配方(根据标准HG2—1494—1983规定)

该橡胶主要用于制作柔性模具，适于各种复杂形状和细微结构的模制品，仿真性好;不黏附，易于起模，用于塑料制品、蜡制品和低熔点合金的制模、人造革面的高频模压、牙科用印模材料等，也用作包封和灌封材料，特别适合于电子电器部件。

3.加成型室温(中温)硫化硅橡胶

加成型室温(中温)硫化硅橡胶是通过含乙烯基的聚二有机硅氧烷与低相对分子质量的含氢硅油在催化剂存在下，于室温(中温)交联成网状结构的硅橡胶。

室温硫化型是将乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷和含氢硅油交联剂混匀配成第一组分，以乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷加入乙烯基硅氧烷铂络合物配成第二组分，使用时，将两组分于室温下等量配合，即硫化成透明的硅凝胶。

中温型是将乙烯基甲基硅树脂以等量的甲苯溶解，再加入基础胶料充分混匀后，加热除去甲苯，然后加一定量的交联剂和催化剂，充分混匀，在70～80℃下2～4h内即可硫化成透明弹性体。

该类橡胶的基本特性为:具有硅橡胶所固有的许多特性，如使用温度宽广、优越的电绝缘性和耐候老化性等;加工简便;硫化速率与交联剂的结构、用量及催化剂的用量有关，对温度非常敏感，可通过温度控制其硫化速率;交联硫化过程中，无低分子物释出，因此更适合于作为医用材料;具有高度透明性;对异质材料的黏着力差，可通过加入某些粘接增进剂或通过底涂处理来改进;铂催化剂会因遇到含硫、磷、氮等的化合物“中毒”，从而失去活性。

根据晨光工研究院Q/CG—212—1982和Q/CG—220—1982标准规定，其性能指标见表4－10。

表4－10　加成型室温(中温)硫化硅橡胶的性能指标(根据晨Q/CG－212－1992和晨Q/CG－220－1982标准规定)

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该橡胶适用采用于注压、挤出和涂覆的方法来制作产品。注压如制作各种模压制品，更适于制作模具和浇注仿古艺术品;挤出如制造电线电缆;涂覆如涂硅胶胶布或以织物增强的薄膜。在硫化过程中，无副产物逸出，生胶纯度高，因而适合于制造使用要求高的医用制品，也适合于生产要求防潮、防震和绝缘的电子元件等。

4.液体硅橡胶

液体硅橡胶是作为室温硫化硅橡胶发展的一类橡胶。

液体硅橡胶的基本特性为:在低温(室温)下，用空气中的水分(单一液体型)或硬化剂(两种液体型)，容易形成交联橡胶;仍具有硅橡胶原来的耐热性、耐寒性、耐药品性和电绝缘性;单一液体型具有粘接性;价格比较高。

液体硅橡胶的性能见表4－11。

表4－11　液体硅橡胶的性能

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液体硅橡胶主要用于生产建筑密封剂、电气绝缘材料、模型选取印象材料及胶辊等。

四、硅橡胶的品种与性能

1.国内的品种与性能

(1)吉林化学工业股份有限公司研究院生产的硅橡胶。它们的性能见表4－12～表4－14。

表4－12　甲基乙烯基硅橡胶的性能

表4－13　甲基苯基乙烯基硅橡胶的性能

表4－14　腈硅橡胶(聚二甲基－甲基乙烯基－甲基－β－氰乙基硅氧烷橡胶)的性能指标

(2)上海树脂厂生产的硅橡胶。它们的性能见表4－15和表4－16。

表4－15　二甲基二苯基甲基乙烯基硅橡胶的性能

表4－16　甲基硅橡胶的性能

2.国外的主要品种与性能

(1)美国通用电气公司(GeneralElectricCompany)生产的硅橡胶。其性能见表4－17。

表4－17　通用电气公司硅橡胶的性能

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(2)美国Wacker硅橡胶公司(WackerSiliconesCo.)生产的硅橡胶。其性能见表4－18。

表4－18　美国Wacker硅橡胶牌号与性能

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(3)美国道康宁公司(DowCorningCo.，Ltd.)商品名称为Silastic的硅橡胶。其性能见表4－19。

表4－19　Silastic硅橡胶的性能

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①氟硅橡胶。
②单组分，医疗制品用。

(4)日本信越化学工业公司(Shin－EtsuChemicalIndustryCo.，Ltd.)的Sylun硅橡胶。

Sylun单组分RTV硅橡胶的性能与用途见表4－20。

表4－20　Sylun单组分RTV硅橡胶的性能与用途

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Sylun双组分RTV硅橡胶的性能与用途见表4－21。

表4－21　Sylun双组分RTV硅橡胶的性能与用途

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Sylun密封胶的性能与用途见表4－22。

表4－22　Sylun密封胶的性能与用途

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Sylun硅橡胶混合物的特点与用途见表4－23。

表4－23　Sylun硅橡胶混合物的特点与用途

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SylunSEP硅橡胶的特点与用途见表4－24。

表4－24　SylunSEP硅橡胶的特点与用途

Sylun氟硅橡胶的特点与用途见表4－25。

表4－25　Sylun氟硅橡胶的特点与用途

信越硅酮橡胶的特点与用途见表4－26。

表4－26　信越硅酮橡胶的特点与用途

Sylun液态注模成型硅酮橡胶(LIMS)的特点与用途见表4－27。

表4－27　Sylun液态注模成型硅酮橡胶(LIMS)的特点与用途

Sylun散热硅橡胶的性能与用途见表4－28。

表4－28　Sylun散热硅橡胶的性能与用途

(5)日本东芝有机硅公司(ToshibaSilliconesCo.，Ltd.)热硫化型硅橡胶。其性能与用途见表4－29。

表4－29　热硫化型硅橡胶的性能与用途

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(6)日本合成橡胶公司(JapanSyntheticRubberCo.)商品名称为JSR的硅橡胶。其特点与用途见表4－30。

表4－30　JSR硅橡胶的特点与用途

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(7)日本道康宁东丽硅橡胶公司(DowCorningToraySiliconeCo.，Ltd.)的硅橡胶。其性能与用途见表4－31。

表4－31　东丽硅橡胶公司硅橡胶的性能与用途

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(8)德国Wacker化学公司(Wacker－ChemieGmbH)商品名称分别为Elastosil和Powersil的硅橡胶。其性能见表4－32。

表4－32　德国Wacker化学公司硅橡胶的性能

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(9)德国GE拜耳硅橡胶公司(GEBayerSiliconesGmbH＆Co.ＨG)的硅橡胶。其性能见表4－33。

表4－33　拜耳硅橡胶公司硅橡胶的性能

(10)俄罗斯ＨazanNPO“ZavodSＨ”公司商品名称为Thiokols的硅橡胶(表4－34)。

表4－34　Thiokols硅橡胶的性能

注　VMQ=甲基乙烯基硅橡胶，Q表示聚硅氧烷橡胶，V、M分别代表乙烯基和甲基; PVMQ=甲基苯基乙烯基硅橡胶，Q表示聚硅氧烷橡胶，P、V、M分别代表苯基、乙烯基和甲基。此外，还有FMVQ=氟硅橡胶，Q表示聚硅氧烷橡胶，F、V、M分别代表氟烷基、乙烯基和甲基;MQ=甲基硅橡胶。

五、硅橡胶的应用

硅橡胶制品被广泛应用于航空、汽车、仪表、电气工业各部门以及医疗卫生、日常生活等多方面。

硅橡胶可以制造很多模型制品，如各种O形圈、垫片、皮碗、油封、活门、减震器及膜片等;还可以用作航空、仪表及电器的密封、减震和绝缘材料，如电位器的密封圈和绝缘套(代替云母树脂)、一些可控硅管的外壳、密封电插头、电机定子线圈的绝缘、制冷系统的密封圈、接触燃气的密封圈、供氧系统的密封圈、隔膜、活门等。

硅橡胶的工业应用实例及相应的典型牌号列于表4－35。

表4－35　硅橡胶的工业应用实例及相应的典型牌号

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由于硅橡胶具有生理惰性、无毒，与其他材料无黏着能力，并能经受多次蒸煮消毒的特点，故被广泛应用于医疗卫生和食品工业方面，如人造心脏瓣膜、人造喉、人造血管、输血管、导尿管、奶嘴、药瓶塞等;食品工业用的运输带、软管等。

硅橡胶的压出制品，用于电气方面的有电线、电缆、自粘带和绝缘套管;用于飞机、车辆、轮船和特种建筑的有门窗密封及输送高温流体的胶管等。

由于硅橡胶具有良好的耐热性和对蒸汽的稳定性，可用作烘箱垫板的密封和锅炉的密封。由于它具有耐辐射性，能用于制造核反应堆和核动力用的密封材料和电线、电缆等。

硅橡胶还可用作各种调节器中敏感元件的膜片、仪器用加热片、耐高温胶带、密封腻子、高温用胶辊、胶绳、绝缘及特殊用的胶布和胶布制品等。

此外，硅橡胶还可用于生产耐水、弱酸、弱碱和耐极性介质(如氟氯油、醇、硫化氢水溶液、醋酸水溶液等)等制品。氟硅橡胶则可用于生产耐燃料油、液压油、润滑油等的制品。

室温硫化型硅橡胶适用于生产浇注制品和作为浸胶涂层材料。用它作为各种电子管或电气元件的涂层、密封，具有防潮、避尘、防震以及改进电性能的效果。由于它具有耐热、收缩小的特点，可用作某些低熔点金属或环氧树脂、聚酯树脂等的模具，也可作为牙科用的印模材料。

由于硅橡胶具有良好的耐寒性和憎水性，因此它适于制作在北极地区等严寒条件下工作的汽车轮胎，不过也有用硅橡胶试制耐高温轮胎的。

第二节　氟橡胶

一、简介

氟橡胶是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的一种合成高分子弹性体。这种橡胶具有耐高温、耐油及耐多种化学药品浸蚀的特点。这使它成为现代航空、导弹、火箭、宇宙航行等尖端科学技术及其他工业方面不可或缺的材料。

氟橡胶自20世纪40年代问世以来，由于其优良的特性和实用性受到了各国的广泛重视，因而发展很快，品种繁多。其分类方法也不尽相同，按其化学组成可分为含氟二烯类橡胶、含氟聚丙烯酸酯氟橡胶、含氟聚酯类橡胶、含氟烯烃共聚物、氟硅橡胶、亚硝基类氟橡胶和其他氟橡胶。

尽管氟橡胶的产量和用量很大，但在目前生产的主要有两种类型:即26型和23型氟橡胶。

(1)26型氟橡胶。26型氟橡胶是目前最常用的氟橡胶品种，其耗量约占氟橡胶总耗量的90%以上。为适应各种用途，其生产牌号繁多，但就其基础品种来说，主要有下列两种。

①氟橡胶－26。氟橡胶－26是偏氟乙烯与六氟丙烯的乳液共聚物。共聚时，偏氟乙烯与六氟丙烯的物质的量之比为4∶1(得氟橡胶－26－41)或7∶3(得VitonA、Fluorel)或3∶1(如CKφ－26)。

②氟橡胶－246。氟橡胶－246是偏氟乙烯、六氟丙烯与四氟乙烯的三元共聚物。三种单体所占的比例(物质的量)为:偏氟乙烯65～70，四氟乙烯14～20，六氟丙烯15～16。商品牌号主要有VitonB(美)、Diael(日)等。

其他品种大都由上述两种演变而来，有的改进了工艺性能，有的提高了耐热性能，有的降低了压缩变形等。

(2)23型氟橡胶。23型氟橡胶是由偏氟乙烯与三氟氯乙烯在常温及3.3MPa左右的压力下，用悬浮法制得的一种橡胶状共聚物。它是最早进行工业化规模生产的氟橡胶品种，但由于加工困难，致使其发展受到了限制。目前，23型氟橡胶除在耐强酸的场合(特别是发烟硝酸)有所应用外，其他场合多为26型氟橡胶所取代。

在23型氟橡胶中，三氟氯乙烯的含量对其性能影响很大。试验证明，当共聚物中三氟氯乙烯的含量小于20%(摩尔分数)时，对油类、燃料和化学药品的抗耐性较差;当大于69%(摩尔分数)时，则共聚体变硬，耐屈挠性能和弹性较差。为此，共聚时需要严格控制单体的配比。目前，通常采用的单体配比(物质的量)偏氟乙烯∶三氟氧乙烯为1∶1和2∶1(或7∶3)两种。采用前一种配比生产的牌号有氟橡胶－23－11、KelF－5500(美)、Voltalef5500(法)、CKφ－32－11等;采取后一种配比生产的牌号有氟橡胶－23－21、KelF－3700(美)、Voltalef3700(法)、CKφ－32－12等。

二、氟橡胶的基本性能

1.一般力学性能

氟橡胶一般具有较高的拉伸强度和硬度(表4－36)，但弹性较差。

表4－36　氟橡胶一般力学性能

26型氟橡胶的摩擦系数(0.80)较丁腈橡胶(0.90～1.05)小，一般来说其耐磨性较好，但在光滑金属表面上，它的耐磨性较差。这是因为此时有较大的运动速度和较高的摩擦生热，从而导致橡胶的机械强度降低的结果。

2.耐热和耐温性能

在耐热老化方面，氟橡胶可以和硅橡胶媲美，而优于其他橡胶(表4－37和表4－38)。26型氟橡胶可在250℃下长期工作，在300℃下短期工作;23型氟橡胶经200℃×1000h老化后，仍有较高的强力，也能经受250℃短期高温的作用。

表4－37　各种橡胶的耐热老化性

①橡胶在该温度下经24～36h老化后，拉伸强度≥7.0MPa，伸长率≥100%，称为具有工作能力。

表4－38　氟橡胶在各种温度下的使用寿命

注　表中所示为氟橡胶VitonA－HV。

应当指出，氟橡胶抗在不同温度下的性能变化还不如强度较低的硅橡胶和普通丁基橡胶(表4－39)，其强伸性能和硬度均随温度的升高而明显降低，其中拉伸强度的变化特点是:在150℃以下，随温度的升高而迅速降低;在150～260℃之间，则随温度的升高而缓慢下降(表4－40)。

表4－39　几种橡胶的耐热性比较

表4－40　氟橡胶在不同温度下的性能变化

注　1.表示所示氟橡胶的配方:VitonB100份，氧化镁15份，MT炭黑20份，3#硫化剂3份。
2.硫化条件:平板硫化149℃×30min，烘箱硫化204℃×24h。

3.耐腐蚀性能

氟橡胶的特点之一是高度耐腐蚀。一般来说，它对有机液体(各种油类、燃料、溶剂、液压液体等)、浓酸(硝酸、硫酸、盐酸)、高浓度过氧化氢和其他强氧化剂作用的稳定性方面，优于其他各种橡胶(表4－41)。

表4－41　几种橡胶的耐腐蚀性比较

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26型氟橡胶对各种介质的稳定性见表4－42。23型氟橡胶耐强氧化性酸(发烟硝酸和硫酸等)的能力比26型氟橡胶好(表4－43)，但在耐芳香族溶剂、含氯有机溶剂、燃料油、液压油以及润滑油(特别是二酯类润滑油)和沸水性能等方面，则较26型氟橡胶差。

表4－42　26型氟橡胶对各种介质的稳定性

续表

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注　1.该26型氟橡胶的配方:生胶(VitonA)100份，氧化镁15份，炭黑20份，3#硫化剂3份。
2.硫化条件:平板硫化150℃×60min，烘箱硫化204℃×24h。

表4－43　氟橡胶耐酸性比较

①配方:生胶(KelF型)100份，ZnO/PbHPO310份/10份，白炭黑20份，BP3份。
②配方:VitonA(或B)100份，PbO15份，MT炭黑20份，3#硫化剂2份(或3份)。

4.耐过热水与蒸汽的性能

橡胶对热水作用的稳定性，不仅取决于生胶的性质，而且还取决于胶料的配方。23型氟橡胶对过热水或蒸汽作用的稳定性比26型氟橡胶差得多，因而实际上使用26型氟橡胶才较有价值。氟橡胶不是耐蒸汽(或过热水)性能最好的胶种，它较一般合成橡胶如乙丙橡胶、丁基橡胶略逊，与丁腈橡胶相当(表4－44)。

表4－44　几种橡胶的耐蒸汽性能(热蒸汽150℃×144h)

5.抗压缩永久变形性能

该性能是生产圈、垫类制品必须控制的一个重要特性。26型氟橡胶的抗压缩永久变形性能较其他氟橡胶都好，这是它获得广泛应用的原因之一。在150℃以下，和普通橡胶(如丁腈橡胶、氯丁橡胶等)相比，其压缩永久变形也是较小的，而在200～300℃的范围内，其压缩永久变形则显得很大(表4－45)。

表4－45　氟橡胶在空气中的高温压缩永久变形

注　胶料采用3#硫化剂，二段硫化条件为250℃×12h，试验时压缩率为20%。

应当指出，氟橡胶在高温下的变形情况，随受力状态的不同而不同。例如，26型氟橡胶(Viton)的硫化胶在200℃下，当处于压缩状态时，7天后完全变形;当处在扭转状态时，30h后强力即下降至起始值的一半;而当在自由状态时，贮存18个月后，仍保持可使用的性能。

氟橡胶在高温下压缩永久变形值的增大，是由于受高温和力联合作用的结果。一般来说，压缩永久变形与生胶的相对分子质量、硫化剂和吸酸剂的种类及二段硫化的条件有关。因此，要制得低压缩永久变形的制品，必须注意选定配方和工艺条件。

6.耐寒性能

氟橡胶的耐寒性能较差，它能保持橡胶弹性的极限温度为－15～20℃。温度降低会使它的收缩加剧，变形增大，所以当用作液体密封件时，往往会出现低温渗漏问题。但是氟橡胶的拉伸强度却随温度的降低而增大，即它在低温下是强韧的，因此其脆性温度随试样厚度而变化。例如VitonA的硫化胶，在厚度为1.87mm时，脆性温度是－45℃;厚度为0.63mm时是－53℃;厚度为0.25mm时是－69℃。标准试样氟橡胶－26－41的脆性温度为－30～－20℃;氟橡胶－246的脆性温度为－50～－30℃;23型氟橡胶的脆性温度为－65～－45℃。

总的来说，对于低温弹性要求高的制品，不宜选用氟橡胶;而对于一般会在－50～－40℃下使用的制品，根据具体情况有时也可选用氟橡胶。

7.透气性能

氯橡胶的透气性是橡胶中较低的，与丁腈橡胶、丁基橡胶相近(表4－46)。填料的加入能使硫化胶的透气性变小，其中硫酸钡的效果较中粒子热裂法炭黑(MT)显著。

表4－46　氟橡胶与其他橡胶透气性比较(温度30℃)

注　1atm=0.1MPa。

由表4－46可见，氟橡胶的透气性随温度的升高而增大，且气体在氟橡胶中的溶解度较大，但扩散速度则很小，这有利于真空应用，但也给加工带来了容易“卷气”的麻烦。

8.耐候、耐臭氧性能

氟橡胶对日光、臭氧和气候的作用十分稳定。例如，其硫化胶经十年自然老化后，还能保持较好的性能;变形25%的Viton型橡胶试样，在含0.0l%臭氧的空气中，经受45d的作用后，未产生任何明显的龟裂;在日光中暴晒两年后，也未发现龟裂。氟橡胶对微生物的作用也是很稳定的。

9.耐辐射性能

氟橡胶是属于耐中等剂量辐射的材料。高能射线的辐射作用能引起氟橡胶发生裂解和结构化。有人认为，高能射线对26型氟橡胶的主要作用是发生结构化，表现为硬度增加，伸长率下降;对23型氟橡胶则以裂解为主，表现为硬度、强力和伸长率均下降。

实验表明，改变配方对改进氟橡胶的耐辐射性能作用不大。26型氟橡胶的允许辐射剂量为(5～10)×106伦琴，23型氟橡胶为106～107T。

应当指出，γ射线与β射线当剂量相当［如γ射线108T(特斯拉)相当于β射线1.1×108伦琴］时，对氟橡胶的作用也是相近的。但在辐照过程中，β射线能引起试样温度迅速上升(如辐照100s，试样的温度即升至82～99℃)，而γ射线则无此效应(如辐照32h以上，试样的温度几乎没有变化)。有关氟橡胶的抗辐射性能数据列于表4－47。

表4－47　氟橡胶的抗辐射性能

①A为VitonA100份，氧化镁15份，MT炭黑20份，1#硫化剂1份。
②B为氟橡胶－246100份，氧化铅20份，FT炭黑20份，3#硫化剂3份。

10.耐燃性能

橡胶的耐燃性取决于分子结构中卤素的存在，卤素含量越多耐燃性能越好。氟橡胶与火焰接触能够燃烧，但离开火焰后就会自动熄灭，所以氟橡胶属于自熄型的橡胶。

11.电性能

26型氟橡胶的电绝缘性能不是太好，只适于在低频、低电压场合应用。温度对其电性能的影响很大，如温度由24℃升到184℃时，其绝缘电阻约下降至原来的1/3500。因此，氟橡胶不能作为高温下使用的绝缘材料。填料种类和用量对氟橡胶电性能的影响较大，沉淀法碳酸钙能赋予硫化胶较高的电性能，其他填料则稍差;填料的用量增加，电性能随之下降。

23型氟橡胶由于吸水性较差，其电性能较26型氟橡胶好(表4－48)。

表4－48　氟橡胶的电性能

12.耐高真空性能

氟橡胶具有极好的耐真空性能(表4－49)。这是由于其在高温、

表4－49　各种橡胶在真空中的失重情况

高真空条件下具有较小的放气率(决定气体在橡胶中的扩散和渗透速率)和极小的气体挥发量所决定的。26型氟橡胶能够应用于10－8～10－7Pa的超高真空的场合，是宇宙飞行器采用的重要橡胶材料。

13.与其他橡胶的并用性能

氟橡胶可与丙烯酸酯橡胶并用，以提高后者的耐热油性;两者以50∶50并用后，可耐175～200℃的热油。

三、硅橡胶的主要类别

1.含偏氟乙烯类氟橡胶

这类氟橡胶主要包括:偏氟乙烯—六氟丙烯共聚物;偏氟乙烯—1－氢－五氟丙烯共聚物;偏氟乙烯—三氟氯乙烯共聚物;偏氟乙烯—四氟乙烯—六氟丙烯三元共聚物;偏氟乙烯—四氟乙烯—1－氢－五氟丙烯三元共聚物。

基本特性为:耐热性极优，即使在200℃的高温下，几乎不变坏;耐候性、耐臭氧性极好;耐油、耐药品性非常好;耐腐蚀性极优越;气透性较低，气体溶解度较大，但扩散速度很小;耐燃性随含氟量的提高而提高，属自熄型橡胶;缺乏耐寒性。

含偏氟乙烯类氟橡胶原料橡胶及配合橡胶的性能分别见表4－50和表4－51。

表4－50　含偏氟乙烯类氟橡胶原料橡胶的性能

表4－51　含偏氟乙烯类氟橡胶配合橡胶的性能

续表

该橡胶可用于现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能尖端技术及汽车、造船、化工、石油、电信、仪表机械等工业部门。其制品包括密封圈、密封垫、薄膜、防护衣衬里、电线电缆胶黏剂与涂料等密封剂、涂料、衬里、密封件等。

2.四丙氟橡胶

四丙氟橡胶是四氟乙烯与丙烯的共聚物，由日本旭硝子公司于1960年开始研制，70年代后期投产的一种含氟高聚物，商品名为Aflas，其分解温度达400℃以上。与乙丙橡胶相比，因其乙烯单元中的四个氢原子被氟原子所取代，使它具有了氟橡胶的优良性能，还具有比其他氟橡胶好的加工性能，可在200℃下长期使用，230℃下可间歇使用。但是，它的缺点是耐低温性能差。由于丙烯价廉，且该橡胶相对密度比其他氟橡胶小，因此有望取代偏氟乙烯—三氟氯乙烯共聚氟橡胶。美国3M公司也有生产。

中国1974年开始研制开发四丙氟橡胶，于1980年投产鉴定，品种牌号为FPM4000。

近年，日本旭硝子公司又研制开发出了四氟乙烯—丙烯与偏氟乙烯三元共聚物弹性体，其耐油和低温性能较好。

四丙氟橡胶的基本特性为:耐热性、耐候性、耐化学药品性等同其他氟橡胶一样优良，热分解温度为430℃;耐化学药品性特别好，高温高浓度的酸、碱、氧化剂等不侵蚀;对极性溶剂和润滑油溶胀小，对燃料油溶胀大;耐热水性、耐高压水蒸气和电绝缘性优良;无毒、无味、无黏性，食品卫生性好。

四丙氟橡胶原料橡胶与配合橡胶的性能分别见表4－52和表4－53。

表4－52　四丙氟橡胶原料橡胶的性能

表4－53　四丙氟橡胶配合橡胶的性能

该橡胶可用于制作板材、垫圈、胶管、辊筒、O形圈、隔膜、阀片、瓶塞等制品，被广泛用于汽车、纺织、化工以及食品等工业部门和涂料工业中等。

3.氟醚橡胶

氟醚橡胶为全氟甲基乙烯基醚—四氟乙烯共聚物弹性体，于1968年为美国DuPont公司研制开发成功，有很好的耐热性，但无硫化交联处，因而需引入有可硫化处的第三单体，并于1971年研制成功，商品名为“Kalrez”，是一种完全不含C—H键的全氟醚橡胶，含氟量高达70%(质量分数)，因而其耐热稳定性和耐化学药品性与聚四氟乙烯一样优异。但是由于其侧链有—OCH3结构，从而破坏了聚四氟乙烯的结晶性，几乎可承受各种化学试剂的侵蚀，并可在288℃的温度下长期使用，短期使用温度高达315℃。日本大金工业公司后来又开发了一种高性能氟橡胶，商品名为“Daielperfluor”，是四氟乙烯和全氟乙烯基醚的共聚物。

氟醚橡胶的基本特性为:耐热性极好，300℃下仍稳定;耐化学药品性，耐溶剂性是橡胶中最好的;缺乏耐寒性，加工困难;电性能也好;与普通氟橡胶相比较价格更昂贵。

氟醚橡胶原料橡胶与配合橡胶的性能分别见表4－54和表4－55。

表4－54　氟醚橡胶原料橡胶的性能

表4－55　氟醚橡胶配合橡胶的性能

该橡胶可应用于航空、航天、化工、石油、原子能等领域。其产品大多为密封零件，用于耐高温、抗强腐蚀介质的密封件和橡胶制品，如隔膜、密封圈、O形圈、固体球、垫圈和管子等。该橡胶也可耐火箭发动机的燃料、氧化剂四氧化二氮等。

4.氟化磷腈橡胶

氟化磷腈橡胶即氟化烷氧基磷腈弹性体，是一种新型的以磷和氮原子为主链的半无机弹性体。该橡胶首先由美国Hodzons公司研制成功，于1972年由Firestone轮胎和橡胶公司中试生产，以PNF为商品名称。

我国于1975年、1978年先后合成了二元和三元的氟化磷腈橡胶。三元氟化磷腈橡胶于1980年通过技术鉴定，代号为PFN－381，现牌号为PNM3700。

氟化磷腈橡胶具有优良的耐油性、耐低温性和电性能，良好的耐高温性、耐候性、耐臭氧性、耐霉性以及力学性能和贮存稳定性，难燃，使用温度范围在－65～176℃。

氟化磷腈橡胶的基本特性为:耐寒性、耐溶剂性极优，耐燃性也好，耐低温性突出，在－74℃下仍不变脆;耐热性优，比其他氟橡胶稍差;耐油性极好，耐水性良好;耐臭氧性、耐氧性和耐候性优越;比其他氟橡胶价高。

氟化磷腈橡胶原料橡胶与配合橡胶的性能分别见表4－56和表4－57。

表4－56　氟化磷腈橡胶原料橡胶的性能

表4－57　氟化磷腈橡胶配合橡胶的性能

氟化磷腈橡胶主要用于制作耐燃油、液压油、润滑油系统的密封件和其他配件，尤适于在航空、航天、舰艇等军工部门应用。

5.亚硝基类氟橡胶

亚硝基类氟橡胶是指主链上含有亚硝基(—NO)结构的一类氟橡胶。20世纪50年代中期出现的是二元亚硝基氟橡胶，为四氟乙烯与三氟亚硝基甲烷的共聚弹性体。后来，Thio－ko1公司开发成功了三元共聚物，即引入第三单体亚硝基全氟丁酸，从而获得了羧基亚硝基氟橡胶(Carboxynitrosofluoroelastomer)，商品名CNR，全称为四氟乙烯—三氟亚硝基甲烷—4－亚硝基全氟丁酸弹性体。该胶具有突出的耐四氧化二氮介质和在纯氧中甚至在加压下也不燃烧的性能，可在170℃温度下长期使用。此外，还有液体羧基亚硝基氟橡胶可供浇注使用。

我国也已研究试制成功了亚硝基类氟橡胶，品种牌号为AFMU4360。

亚硝基类氟橡胶的基本特性为:耐寒性能好，耐热性比多数通用橡胶好，在170℃下能长期使用，电性能优越;耐燃性优异，是现有橡胶中不燃烧的橡胶;耐氧化性优异，其耐四氧化二氮和硝酸的性能尤为突出;能耐除氨、强碱及肼外的各种化学药品;不易加工，且价格高昂。

亚硝基类氟橡胶原料橡胶的性能见表4－58。

表4－58　亚硝基类氟橡胶原料橡胶的性能

该橡胶主要用于宇宙飞船、火箭、导弹等尖端产品的耐介质橡胶密封件、贮囊、胶黏剂及涂料等。

6.液体氟橡胶

液体氟橡胶的基本特性为:具有氟橡胶的耐药品性、耐候性、耐热性等特性;液体橡胶具有好的加工性;价格高。

液体氟橡胶原料橡胶的性能见表4－59。

表4－59　液体氟橡胶原料橡胶的性能

该橡胶主要用作氟橡胶的加工改进剂等。

四、氟橡胶的品种与性能

1.国内的品种与性能

(1)上海三爱富新材料股份有限公司的3F牌氟橡胶。

3F牌氟橡胶的性能与用途见表4－60。(www.xing528.com)

表4－60　3F牌氟橡胶的性能与用途

①200℃×24h增重。

②门尼黏度

③门尼黏度

3F牌预混氟橡胶的性能与用途见表4－61。

表4－61　3F牌预混氟橡胶的性能与用途

3F牌氟硅弹性体的性能与用途见表4－62。

表4－62　3F牌氟硅弹性体的性能和用途

3F牌四丙氟橡胶的性能见表4－63。

表4－63　3F牌四丙氟橡胶的性能

(2)四川晨光化工研究院的偏氟乙烯类氟橡胶。其性能见表4－64。

表4－64　四川晨光化工研究院偏氟乙烯类氟橡胶的性能

(3)北京航空材料研究院的高性能氟橡胶。

①低压缩永久变形氟橡胶(FX－2、FX－4、FX－5和FX－6)的性能见表4－65。

表4－65　低压缩永久变形氟橡胶的性能

续表

注　材料配方:氟橡胶100份，酸受体5～10份，硫化剂2～3份，炭黑5～40份。FX－2的硫化条件为(175±3)℃/10MPa×15min;FX－4、FX－5和FX－6的硫化条件为(175±3)℃/10MPa×20min。

②改善低温性能氟橡胶(FX－13)的性能见表4－66。

表4－66　改善低温性能氟橡胶(FX－13)的性能

续表

注　材料配方:氟橡胶100份，酸受体5～7份，硫化剂2～2.8份，炭黑20～25份;氟醚橡胶100份，酸受体3～7份，有机过氧化物3～5份，助硫化剂4～6份，炭黑20～25份。两种混炼胶并用比为5∶2，硫化条件为(175±3)℃/10MPa×20min。

③低摩擦系数氟橡胶(FX－10)的性能见表4－67。

表4－67　低摩擦系数氟橡胶(FX－10)的性能

注　材料配方:氟橡胶100份，酸受体3～8份，硫化剂1～1.5份，炭黑10～14份，二硫化钼4～8份，其他3～6份。硫化条件同表4－66　。

④改善工艺性能氟橡胶(FX－70H)的性能见表4－68。

表4－68　改善工艺性能氟橡胶(FX－70H)的性能

注　材料配方:氟橡胶100份，酸受体6～7份，硫化剂2～3份，内脱模剂1份，着色剂3～4份，白色填料23份。FX－16H的硫化条件为(175±3)℃/10MPa×l5min，FX－70H的硫化条件为(160±3)℃/10MPa×8min。FX－16H为低摩擦系数氟橡胶。

2.国外的品种与性能

(1)美国DyneonLLC公司商品名称为Fluorel的偏氟乙烯类氟橡胶。其性能见表4－69。

表4－69　Fluorel偏氟乙烯类氟橡胶的性能

续表

(2)美国杜邦陶氏弹性体公司(DuPontDowElastomersL.L.C.)商品名称为Viton和Kalrez的氟橡胶。它们的性能分别见表4－70和表4－71。

表4－70　Viton偏氟乙烯类氟橡胶的性能

续表

表4－71　Ｈalrex全氟醚橡胶的性能

(3)美国DyneonLLC公司生产的商品名称为Aflas四丙氟橡胶的性能见表4－72。

表4－72　AflasTFE四丙氟橡胶的性能

(4)美国杜邦公司的VitonA－401C氟橡胶。

VitonA－401C是预加硫化剂的二元氟弹性体，外观为乳白色片状，主要用于生产氟弹性体模压油封。除了具有氟弹性体特有的耐热和耐化学药品性以外，VitonA－401C的加工性能和力学性能也有很大提高，主要具有模内流动性好、模内结垢少、模压成型性好、易启模、硫化速率快等特点。VitonA－401C可以与其他氟橡胶共混，从而使胶料的性能多样化，以满足不同制品的实际需要。

VitonA－401C与FE2602未硫化胶的性能见表4－73。

表4－73　VitonA－401C与FE2602未硫化胶的性能

续表

从表4－73可以看出，1#和4#配方胶料的门尼黏度较低，ML和MH较小，硫化速率较高;3#配方胶料由于采用双酚AF硫化，硫化速率也较高。

VitonA－401C与FE2602硫化胶的性能见表4－74。从表4－74可以看出，1#配方胶料的拉伸强度、撕裂强度和扯断伸长率最大，100%定伸应力最小;VitonA－401C与FE2602并用的4#配方胶料的物理性能也较好;综合来看，各配方胶料的耐老化性能和耐油性能相差不大。由于VitonA－401C的价格远高于FE2602，因此采用两胶并用的4#配方可兼顾性能与成本。

表4－74　VitoA－401C与FE2602硫化胶性能

续表

①200℃×70h，压缩率20%。
②250℃×70h，压缩率20%。
③172℃×70h。

VitonA－401C胶料在混炼过程中会出现粘辊现象，硫化时胶片轻微黏附模具，使用分散剂WS280后，粘辊现象和黏附模具现象消失。与FE2602相比，混炼过程中VitonA－40lC吃粉速度快、生热低，这主要与其门尼黏度低有关，VitonA－401C生胶的门尼黏度为42，而FE2602的为140左右。

一般来说，氟橡胶的流动性较差，这也是氟橡胶模压制品存在流痕和抽边现象的重要原因之一。为了考察VitonA－401C的模压流动性能，采用螺旋模具进行流动试验，模具由水压式活塞板、转移釜和螺旋形模腔三部分组成，试验条件为160℃/4MPa×1.5min。1#、2#、3#和4#配方胶料的流动长度比为8∶2∶3.5∶5.5。试验结果表明，在相同条件下，VitonA－401C胶料的流动性最好，VitonA－401C与FE2602并用胶的流动性也较好。

(5)意大利MonteCuosS.P.A.公司商品名称为Technoflon的偏氟乙烯类氟橡胶。其性能见表4－75。

表4－75　Technoflon偏氟乙烯类氟橡胶的性能

续表

(6)日本大金公司(DaikinＨogyoCo.，Ltd.)商品名称为Daiel的氟橡胶。其性能见表4－76。

表4－76　Daiel偏氟乙烯类氟橡胶的性能

注　VDF—偏氟乙烯;TFE—聚四氟乙烯;HFP—六氟丙烯。

(7)日本合成橡胶公司(JapanSyntheticRubberCo.)商品名称为JSR的四丙氟橡胶。其性能与用途见表4－77。

表4－77　JSR四丙氟橡胶的性能与用途

(8)日本信越化学工业公司(Shin－EtsuChemicalIndustryCo.，Ltd.)商品名称为Sifel的浇注型液体氟橡胶和AMS级氟橡胶。它们的性能分别见表4－78和表4－79。

表4－78　Sifel浇注型液体氟橡胶的性能

表4－79　SifelAMS级氟橡胶的性能

(9)日本旭硝子公司的FLUONAFLAS氟橡胶。

FLUONAFLAS氟橡胶是以四氟乙烯与丙烯交替结构的共聚体为主链，几乎所有的丙烯链段都位于相邻的四氟乙烯链段之间，于是它便成为在耐热、耐化学品方面十分稳定的聚合物。该聚合物具有下列优点:可连续使用的温度为230℃;对于高温下的强酸、强碱几乎不产生老化现象，耐化学品的性能优异;具有高的电绝缘性，体积电阻率为1015～1016Ω·cm。

FlUONAFLAS氟橡胶对于酸、碱、胺等活性高的化学品具有优异的耐久性，而这是偏氟乙烯类氟橡胶所缺乏的优点。其相关性能见表4－80～表4－83。

表4－80　FLUONAFLAS氟橡胶的商品品级及性能

①由转子滑移产生的模拟门尼黏度。

表4－81　FLUONAFLAS氟橡胶的电性能

①绝缘胶胶料。

表4－82　几种电子辐射交联FLUONAFLAS氟橡胶的基本性能①

①电子束辐射100kGy，未加入填充剂，硫化剂。

表4－83　几种FLUONAFLAS氟橡胶硫化胶的性能

①添加了硫化促进剂。

(10)俄罗斯ChimkobinatＨirovochepec公司的氟橡胶。其性能见表4－84。

表4－84　ChimkobinatＨirovochepec公司氟橡胶的性能

①偏氟乙烯—四氟丙烯共聚物。
②三氟氯乙烯—四氟丙烯共聚物。

五、氟橡胶的应用

氟橡胶具有优异的综合性能，它不仅有较好的力学性能，而且有很高的耐热性，耐介质性能特别突出。所以，它的应用范围很广，现就氟橡胶的应用进行简要地叙述。

1.高温密封

深井温度计是油田接触高温超高压状态的测试手段，它要求满足可在200℃、50MPa的条件下工作。经过对氟橡胶硫化体系的筛选，找出了高温保持硬度稳定性的配方，以保证高温超高压密封所需硬度的合理匹配。后来，石油部的有关工厂又研制了可在180℃、140MPa和250℃、100MPa下工作的密封圈。

东风4内燃机车汽缸套使用的氟橡胶O形圈，其工作温度在180～240℃之间(每台机车汽缸套的O形圈共32件)，经过10000h的长期考核之后，仍可保持良好的密封状态。拆检后，其O形圈的压缩变形很小。

高硬度氟橡胶圈是一种高温高压阀门封圈。按照美国ACF公司的W－K－M阀门技术要求，所用氟橡胶的硬度应为94±3。采用国产橡胶和相应的加工助剂，解决了高硬度的配合技术。

高温低压阀门的密封:它是压力在1.6MPa以下的大口径(名义尺寸φ1000～3000mm)铸铁阀门的密封，其应用温度大部分在200～250℃，主要用于航空、冶金、电力、石油、化工及大型工矿企业，已得到各方面的认可。

2.真空仪器、设备的应用

氟橡胶具有较低的透气性。加入补强填充剂之后，填补了高分子的一部分空隙，使氟橡胶的间隙变小，透气性随之减小。氟橡胶的真空出气率和真空失重是最小的，所以氟橡胶是真空密封的好材料。

在超高真空和高温烘烤下的密封，采用氟橡胶－26低压缩变形的胶料，试制不同规格的O形圈，分别在中科院和机电工业部等有关单位，装配于电子能谱仪、超高真空电子束区熔炉、超高真空机电机组和涡轮分子泵等真空仪器设备上，经过调试和长时间的应用考核发现，在200～250℃的烘烤温度下，无论是固定密封，还是动密封处的零件，均达到10－7Pa超高真空的密封要求。

3.低温密封的应用

通常情况下，氟橡胶在－20℃左右就失去了橡胶的高弹性，它在动态下的使用温度极限为－29℃，在－34℃就变硬发脆，所以，氟橡胶的低温性能不理想。但是，由于氟橡胶的韧性好，其在低温下还是可以发挥作用的。

第三节　聚硫橡胶

一、简介

聚硫橡胶是一种特种合成橡胶。这类橡胶的大分子是饱和的，且在主链上含有硫原子(构成S—C或S—S键)，致使这类橡胶制品具有良好的耐油、耐溶剂、耐老化性，低的透气性，良好的低温屈挠性和对其他材料的粘接性。聚硫橡胶的分子结构因所用有机二氯单体的不同而不同。

聚硫橡胶有固态胶、液态胶、水分散体(胶乳)三类，每类各有数种品种和牌号。这三类中，以液态胶的产量最大，约占总产量的80%以上。

近年来，此类聚合物在品种方面也有所发展，不仅发展了若干弹性体，而且已经发展成为耐高温塑料和具有特殊性能的纤维及其他材料。不过，虽然已经发现了这些新品种的良好特性，但有许多品种目前都因单体的工业化尚未完全成熟，因而未进行很大规模的生产。

二、聚硫橡胶的性能特点

1.固态聚硫橡胶的性能特点

(1)力学性能。固态聚硫橡胶基本配合的力学性能见表4－85。一般而言，此类橡胶的抗压缩变形性较差，G—6，G—7、ST、PR—1型胶在缩聚时加入了一定量化学交联剂，从而改善了抗压缩变形的性能。

表4－85　几种固态聚硫橡胶的力学性能

续表

(2)耐溶剂性。良好的耐溶剂性是聚硫橡胶的特性之一，四种聚硫橡胶的耐溶剂性能见表4－86。有时也把它和其他橡胶并用，来改善其他橡胶的耐溶剂性。含硫量较高、化学交联剂用量较多的聚硫橡胶品种，其耐溶剂性就较好。

表4－86　四种聚硫橡胶的耐溶剂性能①

续表

①该耐溶剂性能即胶料在27℃下，浸泡在一定溶剂中一个月的体积膨胀百分数。
②SR－6的组成:异丁烯80%，二甲苯15%，苯5%。

(3)耐大气、氧、臭氧老化性，透气性及电性能。聚硫橡胶的主链是饱和的，并且又含有相当量的硫原子，致使这种橡胶具有良好的耐大气、氧、臭氧老化性。其制品的一般使用寿命在10年以上。近年来还发现，这种橡胶对紫外线及高能辐射也有一定的抵御能力，如在通常的老化条件下(70℃×144h)，G－6胶的拉伸强度老化系数为0.91，伸长率的老化系数为1．10。它们的老化性能也与配方有很大关系，用二氧化锰、二氧化铅作为硫化剂的制品，其耐老化性就比用对苯醌二肟的好。

耐氧、臭氧老化性和透气性与这种橡胶生胶的含硫量也有一定的关系，较高的含硫量对耐氧、臭氧老化性和透气性都有一定的好处。

该橡胶制品的电性能与填料的关系比较大，如采用电性能较好的碳酸钙，其制品的体积电阻率为1010～1011Ω·cm，表面电阻为1012～1013Ω，介电常数为3～7。

2.液态聚硫橡胶的性能特点

(1)耐热性。液态聚硫橡胶制品的耐热性与聚硫橡胶的结构、硫化剂、补强填充剂、其他配合剂以及所处的介质环境都有关系。如Y－11(LP－2)液态胶在每分钟升高1℃的等速升温条件下，到210～230℃时就迅速分解;在165℃下连续加热几十小时后也会发生同样的分解现象。这是因为主链结构中的缩甲醛键在加热和微量酸性介质中首先遭到破坏。所以，在配方中凡是在升高温度下能产生酸性的物质，就会促进甲醛键的断裂，从而表现出较低的耐热性。例如，各种有机过氧化物固化剂在固化反应时转为叔醇状态，在升高温度时产生微酸性，这就会引起键断裂。此时，加入氧化钙、氧化锌等碱性物质则有所抑制。用对苯醌二肟硫化剂时，副产物苯二胺在升高温度下也会使聚合物裂解。采用二氧化锰、二氧化碲硫化剂的硫化胶具有较好的耐热性，在130℃以下可在长时间内连续使用，在150℃可间断使用，亦可在燃料油介质中(130～135℃)长期使用。

改变主链结构对于改进制品的耐热性是卓有成效的。如用二氯丁基醚为单体的聚合物，在180℃下几十个小时连续加热也未发现有明显的分解现象。1，2－二亚甲基二硫聚合物的分解温度在250℃以上，两个硫原子之间间隔三个以上的碳原子，而且直接与硫原子相连接的碳原子上不带支链，这种结构对提高耐热性是很有利的。当橡胶分子中含磷、硅、苯环以及其他环的结构时，其耐热性也可以提高。

(2)低温性能。液态聚硫橡胶的硫化胶具有良好的低温性能，它能在－60℃以下使用，某些品种可在更低温度下使用。其低温性能主要取决于聚合物的主链结构。多硫链之间的碳链增长，聚合物的玻璃化温度低，相应制品的低温性能也可能较好，然而碳链增长也增加了链的规整性，从而在较低的温度下聚合物就可能有结晶现象出现。例如，二丁基醚二硫聚合物的玻璃化温度为－76℃，但它在室温下存放时就会出现结晶现象，使聚合物变成蜡状物。在主链中引入氧原子的聚合物有利于克服结晶趋向。Y－11等胶就没有发现结晶现象。有时也采用共聚的方法来降低链段的规整性，以克服结晶现象。Y－31型胶就是用30%二氯乙基缩甲醛和70%二氯丁基缩甲醛单体进行共聚来克服二氯丁基缩甲醛均聚物的结晶现象的。1，2－二亚甲基二硫聚合物则采用1，2－丁二烯和1，3－丁二烯的混合体为原料，利用结构上的异构体来达到防止结晶现象出现的目的，其效果也是很好的。

(3)耐溶剂性及化学稳定性。液态橡胶具有良好的耐溶剂性和化学稳定性。耐溶剂性除了与配方有关外，主要还是和主链中的硫含量有关。聚硫橡胶制品对碱、稀酸、某些盐、海水等具有较好的抗腐蚀作用。以耐碱性为例，聚硫橡胶胶片在320g/cm3、450g/cm3、720g/cm3的氢氧化钠溶液中浸泡几个月至十几个月后，除伸长率有一些下降外，强度并没有多大变化，且仍有良好的弹性。

Y－30M、YT－31聚硫密封胶在20℃×25h的耐溶剂性和化学稳定性分别见表4－87和表4－88。

表4－87　Y－30M和YT－31聚硫密封胶在20℃×25h的耐溶剂性

表4－88　Y－30M和YT－31聚硫密封胶的化学稳定性

续表

注　“+”表示稳定，“±”表示相对稳定，“－”表示不稳定。

(4)粘接性。液态聚硫橡胶的主要用途是作为胶黏剂和密封材料。用基本配方固化的胶片对金属和非金属材料的粘接力较差。为了提高粘接力通常采用两种方法，一种是加入增黏树脂，另一种是在要粘接的面上涂底漆。

①加入增黏树脂。在液态聚硫橡胶配方中加入3%～15%的环氧树脂或酚醛树脂，使它对金属和非金属材料的粘接力有很大的提高，以Y－16(LP－32)胶对铝合金的粘接力为例，见表4－89和表4－90。然而加入这些树脂后，将使硫化胶的力学性能、化学稳定性和低温性能都有些下降，因而选择合适的树脂用量是很重要的。除环氧树脂、酚醛树脂以外，近年来还用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、有机锡化合物聚酯和氰基羧酸酯等作增黏树脂，且都获得了良好的效果，有些甚至获得了比环氧树脂和酚醛树脂更好的结果。

表4－89　环氧树脂的加入对Y－16(LP－32)性能的影响

注　固化条件:100℃×8h。

表4－90　酚醛树脂的加入对Y－16(LP－32)性能的影响

注　固化条件:100℃×8h。

②涂底漆。常用的底漆有K－50(由50%环氧树脂与50%液态聚硫橡胶组成)、氯丁底漆、88－H胶液(氯丁胶与丁基苯酚甲醛树脂组成)。采用底漆后，不仅对钢、铝、铜等金属材料有良好的粘接性，而且对玻璃、陶器、混凝土、水泥、玻璃纤维、有机玻璃、酚醛塑料等材料，塑料层压制品，合成橡胶制品都有良好的粘接性。近年来所使用的一种含硅烷的底漆可以使液态聚硫橡胶的粘接性更为提高，特别是对粘接玻璃、钢铁等材料更有效。

(5)其他性能。固化后的液态聚硫橡胶制品具有良好的耐氧、臭氧老化性能。其电性能与填料有很大的关系，一般制品的表面电阻为1011～1013Ω，体积电阻率为109～1011Ω·cm，击穿电压为13.7～16.2kV/mm。

液态聚硫橡胶基本配方的固化胶片在20℃下，24h对海水的吸水性为0.25%～1.1%，磨耗性为1500～2100cm3/kW·h，透气性(膜厚1mm，相对湿度100)20℃×24h为0.00009～0.0026g/cm2。

三、聚硫橡胶的品种与性能

1.国内的品种与性能

锦西化工研究院生产的聚硫橡胶中，液态及固态聚硫橡胶的性能分别见表4－91和表4－92。

表4－91　液态聚硫橡胶的性能

表4－92　固态聚硫橡胶的性能

续表

①为不干性腻子，生胶不进行检验，配成腻子后检验腻子质量。

2.国外的品种与性能

(1)美国MortonInternational公司商品名称为Thiokol的聚硫橡胶。其性能与用途见表4－93。

表4－93　Thiokol聚硫橡胶的性能与用途

(2)俄罗斯ＨazanNPO“ZavodSＨ”公司商品名称为Thiokol的聚硫橡胶。其性能见表4－94。

表4－94　Thiokol聚硫橡胶的性能

四、聚硫橡胶的应用

(1)固态聚硫橡胶的应用。

①不干性密封腻子。固态聚硫橡胶加入填料和其他配合剂后，可以制成不干性密封腻子。这种腻子具有良好的塑性、优良的耐水性、耐油性、密封性，并对金属和非金属有一定的粘接力。

②其他用途。

a.用作硫黄水泥材料的增韧剂。

b.主要用来制造需要高耐油性的制品。

c.除了用来生产不干性密封腻子外，还常常和丁腈橡胶并用(用量约为丁腈橡胶的15%～40%)，从而改善丁腈橡胶制品的耐油性和低温屈挠性;它还是制作耐油胶管和油刹车胎的材料。近来有用这种胶作为不饱和橡胶的硫化剂，从而提高制品的耐老化性。这种型号的胶在轮胎工业方面的新应用，具有一定的技术经济价值。

d.用来制作不干性密封腻子、印刷油墨的胶辊，或与磺酸型阳离子交换树脂并用，作成渗透性良好的多孔性耐碱电解液离析器膜片。

e.作飞机整体油箱的内衬、铆钉、与螺钉连接的密封材料、各种耐油密封圈、模压制品、薄膜制品和热喷漆输送导管的内衬里。在聚氯乙烯中加入2%～7%的这种胶，再加入一定量的硬脂酸锌和增塑剂，可制成耐冲击性良好的透明材料;与氯乙醇胶并用则可制得耐油性很好的石油工业汽化器膜。

(2)液态聚硫橡胶的应用。

①固体燃料火箭推进剂胶黏剂。约从1950年开始，就采用液态聚硫橡胶作为固体燃料火箭推进剂胶黏剂了。这种胶黏剂可以容纳高含量的无机氧化剂，所制成的推进剂发动机点火安全，在－45～65℃较宽的温度范围内有屈挠性，并有较好的力学性能，能抵御空气中氧、臭氧、湿气、高低温变化所产生的影响。在加工工艺上比较简单、安全，固化时收缩小，也具有一定的燃烧速度和推力，因而使用较广泛。近几年来，虽然飞速发展的其他烃类弹性体胶黏剂在比冲方面已经超过了这种聚合物，但仍因它有其他一些优点，因而它的实际应用仍很广泛，特别是用作大型多级火箭发动机中第一级火箭的燃料胶黏剂。

用作推进剂胶黏剂的新品种液态多硫聚合物仍在发展，其中主链含硅的新品种不仅低温屈挠性好，而且可使燃速增加50%以上，其与聚氨酯和聚硫所制成的预聚体兼有两种胶黏剂的优点。硼烷等高能添加剂亦可使制品的比冲有较大幅度的提高。

②密封材料。以液态聚硫橡胶为基础的密封材料品种及牌号很多。这类材料有良好的耐油性、低温屈挠性、黏着性、耐大气老化性以及有一定的耐热性，在航空工业上大量用作机翼整体油箱的内衬和密封剂座舱、空气导管、电气及仪表件机身的密封;在造船上业上，用作甲板照明装置的密封;在建筑工业中，特别是在近代高大楼房挡墙结构中，作活动和不活动连接密封和大型板框结构建筑物外部的密封。在建筑工业中，常用带色的密封材料，它们不但起密封作用，而且也不损害建筑物的外观，这在使用中已经得到了良好的效果，使用期限为20年以上。

在汽车工业中，利用其快速固化和耐大气老化的特点，可代替橡胶垫圈用来密封汽车风挡;在无线电工业、电子工业、仪器仪表工业，常用浸渍、浇注、喷涂的方法，在各种不同外形和尺寸的零件上形成一层密封涂层，这种涂层对铜、银等有色金属没有腐蚀性，这也是电子工业很感兴趣的;在机械制造工业中，该密封材料可用作某些蒸汽涡轮机真空冷凝器的密封;在石油工业中该密封材料也可用作大中小容器、槽罐等的衬里和密封。

③防腐蚀材料和涂层。用液态聚硫橡胶硫化胶作防腐蚀涂层不仅具有一般橡胶保护覆盖层所具有的高弹性、抵御剧烈温度波动及其他有害作用等优点，还具有耐溶剂、化学药品、海水、燃料油腐蚀的优点。在施工工艺上，因为它是流动态并能用溶剂稀释，从而可用于刮、涂、喷、刷、浇注、浸渍等方法，固化又可以在常温甚至零摄氏度以下的温度进行，因而它在防腐、耐油材料和涂层方面得到了日益广泛的使用。它还是港口水利工程设备、水下设备和构件常用的防腐蚀涂层或填缝材料。

有一种环氧聚硫船壳漆是在－40℃条件下进行固化的，在海水中浸泡四年以上涂层良好;以聚硫橡胶为主要组成成分之一的船用防污漆(涂层)，不仅保护了船只不受海水侵蚀，而且也防止了海洋生物附着生长在船体上，在实用中取得了较好的效果。聚硫橡胶涂层已用于各种等级船艇的舵轴支架以及其他部件，以防止腐蚀、侵蚀和气蚀作用，且效果良好，就是在行驶速度非常高的艇上，这种涂层在很苛刻条件下使用18～20个月才有局部损坏，而且损坏部分很容易修补。一般涂层厚度为0.15～0.6mm，强度为4.5～6.0MPa，伸长率为350%～500%，对钢的粘接力等于或大于聚合物分子的相互结合力(约100～300N/cm)，在海水中浸泡30昼夜膨胀值≤2%。在施工方面，除了上述方法外，近几年来还有采用气焰喷涂法的，这不仅提高了施工效率，而且也便于在任何尺寸和形状复杂的构件上加工。

在石油工业中，该类涂层也有了越来越多的应用，如用作电镀槽的保护层，以达到耐碱、耐水、耐硝酸铵等盐类腐蚀的目的。

④用于树脂改性。多种树脂可以用液态聚硫橡胶作增韧剂或改性剂，从而改善树脂的低温屈挠性、抗冲击性和耐老化性等。其中，它在改性环氧树脂方面用得最多、最广泛，且是通过环氧基团、硫醇端基和固化剂的反应来完成固化过程的。

采用的固化剂有机胺类和有机酸酐或有机酸两类环氧固化剂。胺类化合物中，常用二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、二甲氨基甲酚、苯二甲胺等。有机酸酐中常用的有顺丁烯二酸酐、均苯四甲酸酐、邻苯二甲酸酐等。所用的液态聚硫橡胶品种中，又以用低相对分子质量的品种较多，因为它们黏度低与液态环氧树脂容易混合，加入适当固化剂后固化速度快。聚硫橡胶和环氧树脂的比例可按使用要求在很大范围内变化，见表4－95。

表4－95　LP－3聚硫橡胶的含量对EPOn828环氧树脂力学性能的影响

这种用聚硫橡胶改性的环氧树脂，即聚硫环氧树脂可以用作浇注制品，且制品有良好的电性能。聚硫环氧树脂对铅、钢、锌、木材、玻璃、陶瓷、塑料、皮革粘接性良好，是一种良好的胶黏剂。这种胶黏剂也可以用来把新混凝土黏附在老混凝土表面。聚硫环氧树脂还可以用作涂层材料和电缆密封涂层。

液态聚硫橡胶也可以用作苯乙烯透明制品的耐冲击添加剂和聚氯乙烯和聚乙烯共聚物的抗冲击改性剂。加有这种聚合物的氯磺化聚乙烯，在耐透气性方面有所提高。用聚硫橡胶改性的聚甲基丙烯酸甲酯可以用作涂层和印刷用胶辊。

⑤其他用途。液态聚硫橡胶浸渍的皮革、织物等多孔材料可以用作油封填缝材料、腻子带等。它还可以制成高级润滑剂、印刷胶辊材料;由于它在固化时收缩小，因而可用它制作高级精密模型和镶牙模型材料。

近几年来，还有在液态聚硫橡胶中加入20%～60%低价格煤焦油的，并已大量用于密封公路、飞机场跑道的混凝土连接，也用于密封长达几百公里以上的衬混凝土水管横向连接。把液态聚硫橡胶加到沥青中，并加入适当固化剂，就可以大大提高沥青的软化点，这对沥青公路的路面很有实用价值。此外，它还可以用作地下铁道的隔音、减震密封等材料。

第四节　聚异丁烯橡胶

一、简介

聚异丁烯是典型的饱和线型聚合物，聚异丁烯橡胶依据数均分子量的大小可分为低相对分子质量聚异丁烯橡胶和高相对分子质量聚异丁烯橡胶。通常把数均相对分子质量Mn＜1000的聚合物称低相对分子质量聚异丁烯，把Mn＞1000的称中高相对分子质量聚异丁烯。

二、聚异丁烯橡胶的性能特点

聚异丁烯橡胶是一种均聚物，由于聚合物分子内无双键，为完全饱和橡胶，所以不能用通常的硫黄硫化，而需要用特殊的过氧化物硫化交联。聚异丁烯橡胶具有很高的弹性，有极好的耐老化性和良好的气密性及电绝缘性;有很好的填充能力，可以混入大量填料，可以以任何比例与其他橡胶共混并用，以增加黏着性、柔性、耐老化性和电绝缘性。但是，它的缺点是冷流现象严重。聚异丁烯原料橡胶与配合橡胶的性能分别见表4－96和表4－97。

表4－96　聚异丁烯原料橡胶的性能

续表

表4－97　聚异丁烯配合橡胶的性能

①配方:聚异丁烯100份，炭黑50份。
②配方:聚异丁烯100份，硫黄5份，炭黑50份。
③配方:聚异丁烯100份，硫黄5份，二叔丁基过氧化物5份，炭黑50份。

三、聚异丁烯橡胶的品种与性能

1.国内的品种与性能

我国吉林化学工业股份有限公司研究院的聚异丁烯橡胶。其性能见表4－98。

表4－98　吉林化学工业股份有限公司研究院的聚异丁烯橡胶的性能

2.国外的品种与性能

(1)巴斯夫公司(BASFAG)商品名称为Oppanol的聚异丁烯橡胶。其性能见表4－99。

表4－99　Oppanol聚异丁烯橡胶的性能

(2)美国埃克森美孚化学公司(ExxonMobileChemicals)商品名称为VistancxLM和VistanexMM的聚异丁烯橡胶。它们的性能见表4－100和表4－101。

表4－100　VistanexLM聚异丁烯橡胶的性能

表4－101　VistanexMM聚异丁烯橡胶

四、聚异丁烯橡胶的应用

低相对分子质量聚异丁烯橡胶主要用作胶黏剂基料、增黏剂、表面保护层、填缝隙腻子、涂料、口香糖胶料、软化剂等;高相对分子质量聚异丁烯橡胶主要用于生产橡胶制品、改性剂(与橡胶或树脂共混)、密封材料、绝缘材料等。

第五节　聚醚橡胶

一、简介

聚醚橡胶是由含环氧基的环醚化合物(环氧烷烃)经开环聚合而制得的烃聚醚弹性体。聚醚橡胶在结构上与二烯类或碳氢化合物系列聚合物不同，其主链呈醚型结构，无双键存在，它的侧链一般含有极性基团或不饱和键，或两者都有。

聚醚橡胶目前共有以下几种:氯醚橡胶，以CO表示;共聚氯醚橡胶，包括二元和三元共聚物，以ECO表示;不饱和型氯醚橡胶，共聚氯醚橡胶中含有不饱和键的，以GCO表示;环氧丙烷橡胶，以PO表示;不饱和型环氧丙烷橡胶，以GPO表示。

我国聚醚橡胶品种牌号的标志是在各橡胶的代号后缀以四位数字，以分别表示其主要特征。胶种代号前冠以G时，前两位数字表示该胶种含不饱和侧链单体的质量分数，无G时，则前两位数字表示含氯的质量分数;第三位数字表示聚合物化学组成中含有不同单体的数目;第四位数字为序号，用以表示同一胶种的差异，具体品种牌号的含义见表4－102。

表4－102　聚醚橡胶品种牌号的含义

二、氯醚橡胶

1.简介

氯醚橡胶，代号为CO。因主链不含双键，所以氯醚橡胶是一种饱和脂肪族聚醚弹性体，具有饱和型橡胶的特点。但其侧基为强极性的氯甲基，氯含量约为38%，这使氯醚橡胶的密度大，不易燃烧，因而具有耐油性、耐溶剂性、耐臭氧性、耐热性和耐气体透过性等，且有良好的黏合性。

氯醚橡胶为线型无定形高分子聚合物，属饱和型的，主链上含氧，形成醚型结构，侧基又含氯原子，因而具有多种特性。从它的结构上可以反映出以下特性:主链不含双键(饱和)，因此具有耐热性、耐老化性、耐臭氧性;主链含氧醚键，因此具有低温性、耐屈挠性、弹性、耐油性;侧链交联，因此具有耐老化稳定性;侧链含氯原子极性基，因此具有耐油性、耐燃性、耐气体透过性。

2.氯醚橡胶的基本性能

氯醚橡胶的基本性能为:耐油性、耐热性和耐臭氧性优异，是综合性能平衡较好的合成橡胶;气体透过性是橡胶中最低的;难燃性和黏着性好;不能用硫黄硫化，而用硫脲、胺类硫化体系交联;存在加工性和机械强度低的问题。

氯醚橡胶原料橡胶与配合橡胶的性能分别见表4－103和表4－104。

表4－103　氯醚橡胶原料橡胶的性能

表4－104　氯醚橡胶配合橡胶的性能

3.氯醚橡胶的品种与性能

我国目前可生产4种牌号的氯醚橡胶，生产企业是武汉有机实业股份有限公司和河北沧州五金电镀厂，其产品牌号及性能见表4－105。

表4－105　氯醚橡胶的产品牌号与性能

日本瑞翁公司(NipponZeonCo.，Ltd)商品名称为Gechron的氯醚橡胶。其性能见表4－106。

表4－106　Gechron氯醚橡胶的性能

4.应用

由于氯醚橡胶具有优异的耐油、耐溶剂、耐酸、耐碱、耐气候及耐臭氧性能，而耐气体渗透性在所有胶种中最低，且减震性能和耐高、低温的性能突出。均聚氯醚橡胶可在120℃下长期工作，耐低温性可达－55℃。它还具有优良的黏着性和加工性能。因此，氯醚橡胶主要用于制造氟利昂冷冻剂密封件及胶管;工程机械的各种油封件、变压器隔膜、消音减震材料、油罐衬里;油井采油设备密封件、油井高压活塞头零件、天然气高压阀门薄膜及气流计、燃油泵隔膜;汽车用密封件、胶管、软管、挡油罩、减震圈;化肥氢氮压缩机和铜液泵用密封件;各种电缆护套和高温电动机引接线;均相离子交换电子仪表;航空耐油薄膜;纤维粘贴黏合剂及柔韧印刷电路板的柔韧性胶黏剂等。

三、共聚氯醚橡胶

1.简介

共聚氯醚橡胶是环氧氯丙烷与其他单体的共聚物。由于氯醚橡胶的低温性能和弹性不够好，虽然胶料中使用增塑剂可以改善其低温性能，但因其易于渗出而不能多量使用，通过与其他单体共聚，可以较好地改善其性能的不足。最早是与环氧丙烷等摩尔比的共聚物，其产品代号为ECO，代表产品如Hydrin200和HerclorH。此为二元共聚物，与氯醚橡胶比较，具有许多优越的性能，突出的是它兼有耐油性和耐寒性。不饱和型氯醚橡胶，代号为GCO，其代表商品如Gechron 1100。这类共聚物不仅保持了原共聚氯醚橡胶的特点，又可用硫黄、过氧化物以及乙烯基硫脲等硫化剂进行硫化交联，且大大提高了其硫化速率，一般可达2～3倍，而且硫化时不会沾污模具。同时，它还可与丁苯橡胶、丁腈橡胶等掺混并用。

不饱和型氯醚橡胶单用硫黄时，可明显降低胶料的耐热性能，若使用过氧化物硫化，可以改善氯醚橡胶对模具的锈蚀。而与环氧氯丙烷—环氧乙烷共聚的氯醚橡胶并用，可以改进热老化变软和在热油中老化变软的缺点。因而，又出现了环氧氯丙烷、烯丙基缩水甘油醚两共聚单体与环氧乙烷三元共聚的不饱和型氯醚橡胶，它除了可保持氯醚橡胶的耐油、耐老化、耐臭氧等性能外，还具有提高耐寒性、降低压缩变形、抑制老化变软的能力。其代表商品如Hydrin400。

2.共聚氯醚橡胶的基本特性

共聚氯醚橡胶的基本特性为:二元共聚氯醚橡胶的耐热性、耐油性、耐候性等与氯醚橡胶同样好;大大改进了氯醚橡胶的低温性能和回弹性;共聚氯醚橡胶能在较宽的温度范围内保持胶料原有的硬度，具有很好的减震性能，耐磨性也好，但其耐气体透过性和耐燃性变差;不饱和型氯醚橡胶能用硫黄硫化体系和过氧化物硫化。老化时，该胶料不变软，对模具污染腐蚀甚微，且可与二烯类橡胶并用互相改进性能，具有共硫化性;压缩变形低;加工性能和机械强度不好。

共聚氯醚橡胶原料橡胶与配合橡胶的性能分别见表4－107和表4－108。

表4－107　共聚氯醚橡胶原料橡胶(环氧氯丙烷与环氧乙烷共聚物)的性能

注　m，n指共聚物中环氧氯丙烷和环氧乙烷的单元数之比。

表4－108　共聚氯醚橡胶配合橡胶的性能

3.共聚氯醚橡胶的品种与性能

国内外生产的共聚氯醚橡胶的主要品种与性能见表4－109。

表4－109　国内外生产的共聚氯醚橡胶的主要品种与性能

①为不饱和链节含量。

4.应用

由于共聚氯醚橡胶的综合性能较好，因此其用途较广，主要用于汽车、飞机各种机械的配件，如垫圈、密封圈、O形圈、隔膜等;也可用于制造耐油胶管、燃料胶管、印刷胶辊、胶板、衬里以及充气制品等。

四、环氧丙烷橡胶

1.简介

环氧丙烷橡胶是由环氧丙烷在络合引发剂作用下，经配位负离子聚合而得的高分子无定形弹性体，代号为PO。

环氧丙烷橡胶是分子侧链为甲基的饱和脂肪烃聚醚，这种以醚链形成的主链，具有出色的低温屈挠性能，且不含双键，而氧本身又具有极性，因而弹性好，耐臭氧性、耐热性优异，耐油性优良。

不饱和型环氧丙烷橡胶仍保有环氧丙烷橡胶的特性，又因引入了双键能以硫黄硫化。

2.环氧丙烷橡胶的基本特性

环氧丙烷橡胶有优良的回弹性，与天然橡胶相似;耐臭氧性能优异;耐寒性能优越，其脆性温度约为－65℃，在－65～－100℃范围内呈现良好的动态性能;耐热性优良，可在120℃下工作较长时间而性能变化甚微;耐油性能接近丁腈橡胶，耐水、碱、稀酸，但不耐浓酸、四氯化碳，在非极性溶剂中溶胀，但干后不影响其强度;有高的撕裂强度，好的屈挠性能。

环氧丙烷橡胶原料橡胶与配合橡胶的性能分别见表4－110和表4－111。

表4－110　环氧丙烷橡胶原料橡胶的性能

表4－111　环氧丙烷橡胶配合橡胶(GPO)的性能

注　配方为:GPO100份;硫黄0.8份;促进剂TMTD0.6份;氧化锌3份;硬脂酸1 份;防老化NBC1份;中超耐磨炉黑45份。

3.环氧丙烷橡胶的品种与性能

目前，国内外生产的环氧丙烷橡胶的主要品种与性能见表4－112。

表4－112　国内外生产的环氧丙烷橡胶的主要品种与性能

4.应用

由于环氧烷橡胶具有较好的缩合性能，主要用于制造汽车、航空、机械、石油等工业中使用的动态配件，如电动机坐垫减震器、隔震器、驱动耦合器等，也可用于生产薄膜、海绵、冷却剂管子、燃油管等，尤其适合于生产要求耐油和耐寒的制品。

第六节　氯醇橡胶

一、简介

氯醇橡胶仅以环氧氯丙烷为单体开环聚合的称为均聚型弹性体，常用CHR表示;或以环氧氯丙烷和环氧乙烷(物质的量之比为1∶1)共聚的称为共聚型弹性体，常用CHC表示。这两种氯醇橡胶均属聚醚型橡胶。因其化学结构是以碳原子为主链，并结合有乙醚基团，因此它是一种饱和的强极性橡胶。氯醇橡胶除具有氯丁橡胶、丁腈橡胶、聚丙烯酸酯橡胶的特性外，还具有良好的耐臭氧性、耐热性、耐寒性、耐油性、耐溶剂和气密性等。

国外均聚型氯醇橡胶的品种有:Hydrinl100、Gechron1000和Ha－KuroH;共聚型的有Hydrin20、Gechron2000和Ha－KuroC。

均聚型和共聚型氯醇橡胶是带有氯甲基而没有双键的饱和聚醚型橡胶，因其氯含量较大，在主链上又有氧原子，所以密度比其他合成橡胶大，并有良好的耐油性、耐热性、耐候性和臭氧老化性、不透气性。均聚型氯醇橡胶的氯含量高达38%，因此耐燃性、粘接性和不透气性比共聚型胶要好;共聚型氯含量较小，故耐燃性较差，相对密度较小，相对分子质量较大，二次转移点低，但低温性能(在－45℃仍可使用)和弹性则比均聚型胶好。均聚型和共聚型氯醇橡胶的一般性质见表4－113。

表4－113　氯醇橡胶的一般性质

①颜色受防老剂影响。

二、氯醇橡胶的品种与性能

国产氯醇橡胶的技术指标见表4－114。

表4－114　国产氯醇橡胶的技术指标

国产氯醇橡胶的力学性能见表4－115。

表4－115　国产氯醇橡胶的力学性能

注　1.鉴定配方(共聚型和均聚型通用)为氯醇橡胶100份，促进剂NA－221.5份，硬脂酸锌1份，防老剂NBC2份，四氧化三铅5份，高耐磨炭黑50份。
2.硫化条件:共聚型151℃×50min;均聚型155℃×45min。

三、氯醇橡胶的应用

用氯醇橡胶制作的橡胶件可应用于汽车、飞机及仪器、仪表上，主要是代替丙烯酸酯橡胶使用。

1.均聚型氯醇橡胶的应用

(1)特殊用途。均聚型氯醇橡胶的耐气透性、耐燃性、耐臭氧老化性均比共聚型的好，经常用于制造耐氟利昂冷冻剂的冷冻胶管、消音防震材料;也可用于制造使用温度不太低的油压密封、水压密封;不宜使用丁基橡胶的制品也可用它来代替，如气体流量计、燃料泵用的薄膜或隔膜以及衬里等;还可用于制造在高压气体中使用的活塞顶盖、垫圈衬垫。这些制品在使用中很少吸收气体，既不膨胀，也不变形。

(2)粘接材料。均聚型氯醇橡胶具有自黏性和良好的溶解性、相溶性，是一种很好的粘接材料。它不溶于一般溶剂，而溶于环己酮、吡啶、氯苯、硝基苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺等。为了提高溶解效果、减小毒性、降低成本，可采取上述溶剂与一般溶剂并用，如二甲基甲酰胺与乙酸乙酯并用(1∶1)、环己酮与丙酮并用(3∶1)、环己酮与乙酸乙酯并用(3∶1)等。常用的硫化体系以促进剂NA－22最好。这类橡胶还可用作热溶性的变性剂、橡胶与金属的粘接、黏性带、压敏胶黏剂、结构胶黏剂。

2.共聚型氯醇橡胶的应用

(1)汽车零件。共聚型氯醇橡胶可用于轴密封，生产阀杆密封制品、制动器、散热器以及动力导向齿轮等操作油系统用胶管，燃料配管，暖气管等。由于它具有低温柔软性，还可用于制造阀底座上的模片(对工作时所排出气体的脆化作用有抵抗力，甚至不加增塑剂也可在－40～135℃的范围内使用)、悬挂密封、球节密封。

(2)工业制品。共聚型氯醇橡胶具有天然橡胶的高弹性，故可制作印刷胶辊、胶板等，也可用于制作耐油制品如变压器用的垫圈、耐燃制品如电缆夹套;还可用于制作农业机械防尘罩和密封及在寒冷地区使用的燃料油折叠油包。用共聚型氯醇橡胶制作的气体流量计膜片在－34.5～－65.5℃仍可保持柔软性。

第七节　乙烯—乙酸乙烯酯橡胶

一、简介

乙烯—乙酸乙烯酯共聚物，亦称乙烯—乙酸乙烯酯弹性体，是由乙烯和乙酸乙烯酯共聚而成的，简称为EVA或VAE，也有称EVA或EVAc。因共聚物分子链中含有足够的起物理交联作用的聚乙烯结晶，而具有热塑性，有的学者将其归于热塑性弹性体一类中，也有学者将其作为以乙烯为基础的共聚物，而与乙丙橡胶归于一类。

作为热塑性弹性体的乙烯—乙酸乙烯酯，简称EVA;而作为橡胶型的乙烯—乙酸乙烯酯，简称EVM。这是根据ASTM和ISO的规定，因为乙烯—乙酸乙烯酯橡胶的主链是亚甲基，故以EVM取代。

EVM和EVA两者结构参数的差别见表4－116。

表4－116　EVM与EVA结构参数对比

乙烯—乙酸乙烯酯橡胶的分子结构为:

其中，m、n的值随生产方法的不同而各不相同。乙酸乙烯酯的含量为50%～70%，对于结晶度、玻璃化温度Tg和耐油性是最佳的选择。

二、乙烯—乙酸乙烯酯橡胶的基本特性

该橡胶具有良好的柔软性、弹性、低温性能、屈挠性能和抗冲击性等;耐热老化性优良，可在170～180℃下连续使用;耐气候性、耐臭氧性、耐水蒸气性好;永久变形大，耐油、耐溶剂性差。

乙烯—乙酸乙烯酯橡胶原料橡胶与配合橡胶的性能见表4－117和表4－118。

表4－117　乙烯—乙酸乙烯酯橡胶原料橡胶的性能

表4－118　乙烯—乙酸乙烯酯橡胶配合橡胶的性能

三、乙烯—乙酸乙烯酯橡胶的品种与性能

1.国内的品种与性能

(1)上海化工研究院的EVA橡胶。其主要性能见表4－119。

表4－119　上海化工研究院的EVA橡胶的主要性能

(2)西北橡胶塑料研究设计院的EVA橡胶。其型号及性能见表4－120，其硫化胶的基本性能见表4－121。

表4－120　EVA的型号和性能

表4－121　EVA硫化橡胶的基本性能

2.国外的品种与性能

国外生产的乙烯—乙酸乙烯酯橡胶的主要品种与性能见表4－122。

四、乙烯—乙酸乙烯酯橡胶的应用

乙烯—乙酸乙烯酯橡胶主要用于制作板材、汽车零件、软管、电线电缆的包覆材料、鞋底、垫圈、填缝材料、热熔性胶黏剂、涂料以及食品包装薄膜等。