氟橡膠應(yīng)用
2022-12-21 09:28:06 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:未知
氟橡膠是指主鏈或側(cè)鏈的碳原子上含有氟原子的合成高分子彈性體。自從1943年以來,先后開發(fā)出聚烯烴類氟橡膠、亞硝基氟橡膠、四丙氟橡膠、磷腈氟橡膠以及全氟醚橡膠等品種。
重點應(yīng)用
由于氟橡膠具有耐高溫、耐油、耐高真空及耐酸堿、耐多種化學(xué)藥品的特點,已應(yīng)用于現(xiàn)代航空、導(dǎo)彈、火箭、宇宙航行、艦艇、原子能等尖端技術(shù)及汽車、造船、化學(xué)、石油、電訊、儀器、機械等工業(yè)領(lǐng)域。
典型應(yīng)用
氟橡膠密封件,用于發(fā)動機的密封時,可在200℃~250℃下長期工作,在300℃下短期工作,其工作壽命可與發(fā)動機返修壽命相同,達(dá)1000~5000飛行小時(時間5~10年);用于化學(xué)工業(yè)時,可密封無機酸(如140℃下的67%的硫酸、70℃的濃鹽酸,30%的硝酸),有機溶劑(如氯代烴、苯、高芳烴汽油)及其它有機物(如丁二烯、苯乙烯、丙烯、苯酚、275℃下的脂肪酸等);用于深井采油時,可承受149℃和420個大氣壓的苛刻工作條件;用于過熱蒸汽密封件時,可在160~170℃的蒸汽介質(zhì)中長期工作。在單晶硅的生產(chǎn)中,常用氟橡膠密封件以密封高溫(300℃)下的特殊介質(zhì)—三氯氫硅、四氯化硅、砷化鎵、三氯化磷、三氯乙烯以及120℃的鹽酸等。
在高真空應(yīng)用方面,當(dāng)飛行高度在200~300Km時,氣壓為133×10-6Pa(10-6mmHg),氯丁橡膠,丁橡膠、丁基橡膠均可應(yīng)用;當(dāng)飛行高度超過643Km時,氣壓將下降為133×10-7Pa(10-7mmHg)以下,在這種高真空中只有氟橡膠能夠應(yīng)用。一般在高真空或超高真空裝置系統(tǒng)使用前,需經(jīng)過高溫烘烤處理,26型、246型氟橡膠能承受200℃~250℃高溫老化,因此成為高真空設(shè)備及宇宙飛行器中最主要的橡膠材料。
用氟橡膠制造的膠管適用于耐高溫、耐油及耐特種介質(zhì)場合,如用作飛機燃料油、液壓油、合成雙酯類油、高溫?zé)峥諝狻釤o機及其它特種介質(zhì)(如氯化烴及其它氯化物)的輸送、導(dǎo)引等。用氟橡膠制成的電線電纜屈撓性好,且有良好的絕緣性。氟橡膠制作的玻璃纖維膠布,能耐300℃的高溫和耐化學(xué)腐蝕。芳綸布涂氟膠后,可以制作石油化工廠耐高溫、耐酸堿類儲罐間的連接伸縮管(兩端可有金屬法蘭連接),可承受高壓力、高溫度和介質(zhì)腐蝕,并對兩罐的變形伸縮起緩沖減震連接作用。尼龍布涂氟膠后制成的膠布密封袋,作為煉油廠的內(nèi)浮頂貯罐用軟密封件,起到密封、減少油液面的揮發(fā)損失等作用。
23型、四丙型氟橡膠主要用作耐酸、耐特殊化學(xué)品的腐蝕性密封場合。羥基亞硝基氟橡膠主要用作防護(hù)制品和密封制品,以溶液形式作為不燃性涂料,應(yīng)用于防火電子元件及純氧中工作的部件。其溶液和液體橡膠可用噴涂、澆注等方法制造許多制品,如宇宙服、手套、管帶、球等。也可用作玻璃、金屬”瀨性體、織物的膠粘劑,制造海綿及接觸火箭推進(jìn)劑(N2O4)的墊圈、“O”型圈、膠囊、閥尹疇各類密封件等。
G型系列氟橡膠制作的密封件具有使用VitonA、B、E等氟橡膠無法達(dá)到的耐高溫蒸汽性、耐甲醇汽油或含高芳香烴汽油的性能;GLT型氟橡膠、氯化磷橡膠、全氟醚橡膠等更具有寬廣的使用溫度范圍,低溫柔軟性、彈性密封性等。全氟醚橡膠還具有突出的耐介質(zhì)腐蝕性,在軍工尖端技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。
用氟橡膠制成的密封劑—膩子,耐燃料油性能突出,可在200℃左右的油中使用,被用作飛機整體油箱的密封材料。用氟橡膠制得的閉孔海綿,具有耐酸、耐油、寬廣使用溫度范圍和良好的絕緣性,可用作火箭燃料、溶劑、液壓油、潤滑油及油膏的密封和火箭、導(dǎo)彈的減震材料,耐溫達(dá)204℃,浸漬氟膠乳液的石棉纖維布,可制成石棉膠板,用于耐高溫、耐燃燒和耐化學(xué)腐蝕性的場合。
汽車工業(yè)
隨著汽車工業(yè)飛速發(fā)展,汽車發(fā)動機室的溫度增高,改性燃料和強腐蝕性發(fā)動機燃油的使用日益普遍,氟橡膠比以往更為廣泛地用于汽車的密封材料。
為了提高汽車發(fā)動機的功率,節(jié)約燃料,保證汽車行駛的安全性,新的燃料噴射系統(tǒng)出現(xiàn)。在此系統(tǒng)中,汽車從油箱流入發(fā)動機,然后又返回油箱循環(huán)流動,汽油與氧混合會產(chǎn)生氫過氧化物。含有引氫過氧化物的汽油稱為“酸性汽油”,它能使多種烴類橡膠軟化或硬化。而氟橡膠不會因接觸酸性汽油而產(chǎn)生劣化變質(zhì)。
世界各國每年都制訂新的環(huán)境保護(hù)法規(guī)。汽車的總烴排出量受到日益嚴(yán)格的限制,汽車工業(yè)越來越難滿足這方面的要求。在美國,汽車必須經(jīng)SHED(密封箱蒸發(fā)量測定)試驗合格。氟橡膠對烴類的滲透有極優(yōu)良的阻隔性,在燃油膠管結(jié)構(gòu)中覆以氟橡膠層,即可減少烴的滲透量。
汽車燃料系統(tǒng)的制品,必須在-40℃~150℃的溫度范圍功能正常。但是氟橡膠隨含氟量的增加耐低溫性能劣化(玻璃化溫度上升),為了制造在-40℃下性能正常的制品,需要對耐寒性差的氟橡膠產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)。如今,全氟醚橡膠已經(jīng)開發(fā)上市,有效地改善了氟橡膠的低溫性能,但因價格問題還難以大量推廣。
汽車行業(yè)都密切關(guān)注燃料的甲醇化,都急切地開展可能適應(yīng)任何燃料的FFV(FlexibleFuelVehicle)的研究,橡膠零件的FFV化尤為迫切。甲醇與汽油混合時,氟橡膠的體積溶脹約為10%左右。但單就甲醇而言,由于氟含量不同,氟橡膠的體積溶脹差別就很大。氟含量高時幾乎不發(fā)生溶脹,但隨著氟含量的降低,在低溫區(qū)域下的溶脹就變大,尤其在氟含量為66%的情況下體積溶脹將顯著增大。這可認(rèn)為是由于低溫下氫鍵產(chǎn)生的甲醇結(jié)合體與氟含量為66%的聚合物的SP值接近所致。
從某種意義上講,氟橡膠也是隨時代的進(jìn)步與發(fā)展而成長的產(chǎn)物。盡管這些材料價格較高,但以其優(yōu)良的耐磨性、耐油性及其可靠性等,具有較高的實用價值,因此,其用量在逐漸上升也不足為奇。氟化物的開發(fā)還有很大的潛力和可能性,期待今后能開發(fā)出使用價值更高的氟聚合物。
全氟橡膠
由三個或更多氟橡膠單體聚合而成,單體上所有的氫原子的位置被氟原子取代。其具有杰出的抗高溫硬化的性能,又兼具橡膠的彈性和聚四氟乙烯的耐腐蝕性。在-20F-615F范圍里,全氟醚o形圈(密封件),拉長度和密封性都很好。無論是遇到溫度、壓力、化學(xué)腐蝕或者上述所有的相關(guān)情況,的產(chǎn)品都能提供相應(yīng)的解決難題的方案。全氟醚o形圈(密封件)能耐絕大多數(shù)化學(xué)品的腐蝕,包括有機酸、無機酸、堿、酮類、醇類、醛類和燃料。因此,全氟o形圈(密封件)能長期服役于大多數(shù)化學(xué)和石化流程中。在其它橡膠會膨脹或失效的介質(zhì)中。o形圈(密封件)不會膨脹或變得易碎,依然保持原有的品質(zhì)。o形圈安裝方便,比金屬密封件更能適應(yīng)不正確的安裝,不會造成磨損。它與聚四氟乙烯密封件也不一樣,不會出現(xiàn)“冷流性”或者磨損軸。
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