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氟硅橡胶:综合性能优良,我国需大力推广研发

王方 2019-07-17 2002 1

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氟硅橡胶具有全世界综合性能最好的合成橡胶之一的美称,本文介绍了氟硅橡胶的结构、性能、应用,分析了我国氟硅橡胶的发展现状。

摘要:氟硅橡胶具有全世界综合性能最好的合成橡胶之一的美称,本文介绍了氟硅橡胶的结构、性能、应用,分析了我国氟硅橡胶的发展现状。

有机硅材料耐高低温性能优越,高温下仍具有优越的物理机械性能、耐臭氧性、耐老化性、电绝缘性和自熄性,但是有机硅材料同时存在耐燃料油和耐溶剂性能差的缺陷;氟碳材料具有良好的热稳定性、耐溶剂性和耐燃料油性,但是耐低温性能差。20世纪50年代初,航空航天的发展对于材料性能提出了更加苛刻的要求,道康宁公司与美国空军与1956年成功合作研发出第一个硅氟橡胶牌号,有机硅和有机氟材料优势互补,拓展了二者的应用范围,氟硅橡胶是至今应用最广泛的氟硅新材料。

氟硅橡胶的结构和性能

氟硅橡胶是一种以Si-O为主链结构,-CH2-CH3-CF3为侧链的含氟聚硅氧烷,氟是电负性最强的元素,C-F键相当稳定,耐热性较高。因此氟硅橡胶既保持了硅橡胶的耐高低温性能、回弹性、压缩复原性、耐候性、电气特性、脱模性等一系列优良性能,也具有了氟橡胶的耐溶剂、耐燃料油等性能。和氟橡胶相比,氟硅橡胶具有更好的压缩永久变形性、耐寒性,从低温到高温都能显示优越的性能,是目前世界上综合性能最好的合成橡胶之一。

氟硅橡胶是在氟硅生胶中加入增量填料、补强填料、结构控制剂、改性添加剂、硫化剂、操作剂等,然后经硫化后制得。目前大规模生产并广泛应用的氟硅橡胶主要是聚(3,3,3-三氟丙基甲基)硅橡胶,结构简式见图1 。

图1 聚(3,3,3-三氟丙基甲基)橡胶结构简式

(资料来源:中国知网)

氟硅橡胶的应用

氟硅橡胶具有十分优异的综合性能,符合环保节能要求,生胶品种众多,具有多种加工方法,因此其制品种类繁多,可应用领域非常广泛,其中航空航天和汽车工业是两大最主要的应用领域,而且已经逐渐推广应用于多个其他领域,如精密机械、电子通讯、炼油化工、建筑、医疗机械和卫生、电力、船舶等领域。

表1 氟硅橡胶的应用

(资料来源:中国知网)

我国氟硅橡胶发展现状

我国于最早由中科院化学研究院于20世纪60年代开始研究氟硅材料,直到70年初才研制出和道康宁公司产品具有相当性能的氟硅橡胶,90年代初投入生产。近年来随着我国航空航天和交通运输行业的快速发展,氟硅橡胶的市场需求量也随着迅速增长,合成和配合技术、生产规模也取得了很大发展,部分产品已经达到甚至超过国外同类产品标准,可以有效满足客户需求。我国氟硅橡胶的研发起步较晚,技术整体上和发达国家水平相比有很大差距,许多特种橡胶还要从国外进口。同时由于石油资源日益枯竭,化工原料价格日益高涨,而氟硅橡胶的加工技术要求较高,氟硅橡胶的价格远高于一般的硅橡胶、氟橡胶,氟硅橡胶主要在具有特殊用途的领域占主导地位,民用市场需进一步开拓。因此我国氟硅橡胶的研究仍需大力推进发展,要不断开发完善氟硅橡胶的配方和加工技术,以得到性能更好、价格更低的氟硅橡胶产品。

结语

氟硅橡胶是由硅橡胶在分子侧链引入氟原子改性后制得,综合了硅橡胶和氟橡胶的优势,综合性能良好;氟硅橡胶种类繁多,应用范围广泛,主要应用于航空航天和汽车工业;我国氟硅橡胶已取得一定发展,但技术仍落后于发达国家水平,产品价格高限制其在民工领域的应用,且部分特种橡胶还需依赖进口,氟硅橡胶合成技术水平仍存在较大提升空间。


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