全氟醚橡胶及其制品的应用

全氟醚橡胶及其制品的应用 ,,,,钜 李振环等 ,, 全氟醚橡胶及其制品的应用 全氟醚橡胶及其制品的应用 李振环(杨家义(孔建 (合肥通用机械研究院，安微合肥,,,,,,) 摘要:概述了国内外全氟醚橡胶的生产情况(并详细介绍了其性能和应用领域。 关键词:全氟醚橡胶;制品;应用 全氟醚橡胶是四氟乙烯、全氟化甲基乙烯基 乙烯基醚的结构和含量及硫化过程中交联键的键醚，全氟苯氧丙基乙烯基醚系的三元共聚物，是一 能和数量，决定了硫化胶料的性能和玻璃化转变种完全不含有,—,键的橡胶，具有和聚四氟乙 温度，由于各种品牌的全氟醚橡胶，其单体的分子烯类似的热稳定性和耐化学介质性。硫化单体的 结构和组分有所差异，其性能也有一定区别。所引入，是为了在制品硫化过程中构成三维网状结 以在确定使用全氟醚橡胶时，必须对产品结构和构，使橡胶具有弹性。网状结构的好坏，取决于基 使用工况条件进行详细，确定生胶的适宜品材的功能和交联体系。由于侧链具有一,,,。基 种，然后请专业技术人员胶料配方并进行混团，因此在结构上破坏了聚四氟乙烯的结晶性，使 炼胶及制品的加工制造，在加工制造工艺正确的之具有较好的弹性，并具有对油类、热老化、光老 前提下，硫化胶与制品的物理机械性能和使用性化等独特的适应性能，其中氟含量的高低，对全氟 能才都能得到保证，在产品结构设计合理和胶料醚橡胶的特殊性能有着决定性的影响。 性能特点与使用要求吻合的前提下，才能获得好 全氟醚橡胶于,,,,年首次在美国杜邦公司 的应用效果。研发成功，并在,年后以,,,,,,作为商品名投入 ，(, 全氟醚橡胶的物理机械性能商业化应用，因为它几乎能承受一切化学介质的 全氟醚橡胶的密度为,(,,,(,,,;,,，硫化腐蚀，其中包括醚类、酮类、苯环类溶剂、强氧化 胶的硬度、拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度、拉断剂、强酸、强碱等，有着在这方面全无敌的美誉。 永久变形、压缩永久变形、弹性等性能，可在一定 的范围内选择不同的生胶品种、填料、硫化剂等进但对某些高氟碳溶剂有膨胀现象，若接触气态或 行调整，具有与氟橡胶类似的良好物理机械性能。熔融态的碱金属，会有引起剧烈化学反应的危险。 表,和表,列举了全氟醚橡胶的物理机械性能，目前全球生产全氟醚橡胶的国家有美国、日本、意 从表,和表,所列数据看出，它与众所周知的氟大利，英国、俄罗斯、中国等。由于国民经济的发 橡胶的物理机械性能比较接近，显然它们是同一展和现代高科技化工生产工艺及设备的需要，目 族群。应该指出的是全氟醚橡胶的耐高温压缩永前在我国对全氟醚橡胶的应用逐年增多，主要应 久变形性能优于氟橡胶。用领域有宇航工业、炼油、化工生产、电子工业、机 表,国外全氟醚橡胶的物理机械性能示例械工业、高温水蒸气系统、天然气石油开采、核电 性能站、特殊仪器仪表等。主要制品有橡胶,形圈、, 密度(,,;,, ,形密封环、垫圈、护套、皮碗、隔膜、封隔器等。目 邵尔,硬度，度 五, ,前在我国全氟醚橡胶制品的供货单位有美国杜邦 拉伸强度。,,,和意大利苏威的代理机构和国内为数不多的生产 拉断伸长率，,厂家。 ,,,定伸应力。,,, ,?, 口:如, 压缩永久变形，,,,?×,,,，, ,,全氟醚橡胶的性能 玻璃化温度，? 一 ,” 全氟醚橡胶分子结构中的氟含量，全氟化的 ,, ,,,,年橡胶制品新技术交流暨信息发布会 表, 国内全氟醚橡胶的物理机械性能示例 ,,,?左右使用，远远高于氟橡胶。全氟醚橡胶的 性能 低温使用温度可达,,,,?。 密度，,,,,, , ， , ? 全氟醚橡胶的耐溶剂和耐化学药品性能 , ,(, , , 邵尔,硬度，度 全氟醚橡胶由于其结构特性决定了它优异的 拉伸强度，,,, , , 耐溶剂和耐化学药品的性能。表,列示了全氟醚 拉断伸长率(, 、,、、,龟 ,二 , ?， ,三邻勰 一 橡胶和氟橡胶的耐溶剂性能比较。 压缩永久变形。,,,’,×,,,，, , , 表,全氟醒橡胶和氟橡胶的耐溶剂性能对比,(,全氟醚橡胶的耐高低温性能 体积溶胀率，, 不同品牌的全氟醚橡胶在高温下的性能有所 溶剂 氟橡胶 全氟醚橡胶不同。在实验室条件下，压缩永久变形试验被用来评估橡胶件的耐温性能。图,显示了不同橡胶在相同时间、不同温度条件下的压缩永久变形值的变化，其中全氟醚橡胶,在,,,?时的耐受能力最佳。 蠼, 陕 锹 ? 篙 鸯,, 躐 注，数据是在室温条件下，经过,,,,不同溶剂授泡后测得的体积图,不同橡胶在不同温度下经”,,,试验后的压缩变 膨胀率( 形值的变化曲线 全氟醚橡胶对其他橡胶所不能使用的化学药 图,示出了不同橡胶在,,,?时不同时间条 品如:丙烯腈、丁基丙烯腈、,,,、醚类、二氯甲件下的压缩永久变形值变化，其中全氟醚橡胶, 烷、苯乙烯、胺基类、乙氧基乙醇、氧化乙烯、氧化在长时间的高温环境中仍然保持较好的弹性。 合物、氮化合物、,,,、苯胺基、,,,、二环氧丙 烷、酮类、稀释剂类、氯乙烯、丁二烯类、,,,、酯 冰 类、氧化丙烯等也显现出优异的使用性能。但是， 蒋,,, 漤 全氟醚橡胶的耐溶剂性能也会因为生胶牌号的不 姒 同有着一定的差异，所以在使用时一定要正确选 蓄,, 择生胶的牌号，尤其是应用于胺基化合物时应特 别注意。 , ,(,其他性能 时同(, 全氟醚橡胶的硫化胶还具有对气体和液体的图,不同橡胶在,,,”,不同时间压缩永久变形值的 低渗透性和良好的耐燃烧性能。电气绝缘性能、 变化曲线 摩擦磨损性能、热传导率和线膨胀系数如表,所 从图,，,可看出，全氟醚橡胶的耐温性能明 示。显优于氟橡胶。且全氟醚橡胶,在,,,?时耐温 表,全氟醚橡胶的基他性能度性能最佳。全氟醚橡胶,在,,,?经过,,,,, 项目 数据的试验，保持的弹性较好。 密度，,,;,, ,(,,,(, 全氟醚橡胶,,,,,,耐高温品级可在,,,?环 摩擦系数 ,(,,,,(,, 线膨胀系数，,,一，? ,(,,,(,境中使用，苏威苏莱克斯的耐高温品级可在 ,,,荐?，,镕,?,自日?,, 制品仍有一些差距(只是相当于它们的低端产品( 但我们相信(在魏国科研人员的努力下(术久的将 米我国的全氯硅橡腔品种和质量一定能达到发选 国家的水平( ,全?醚幢腔捌晶的应用 全氟醚檬胶因为具有优异特性被广泛应用干 航空航天，石油化工、原子能，半导体制造、医药食 品和办公设备等诸多行业和部门(然而由于其价 器嚣鬟,毯一 洲舢讯,蓦 从霰们所看到的资料和实际应用所反映出的同来看(目前国产全氟琏橡腔的总体质量水平 酱恐, 格昂贵(且绝大多数被制成橡胶密封件(因此安全 和维护要求较严格的石油化学工业和半导体制造 业是其主要的应用行业(部分椽腔嗣品曲示倒见 囝,。较美国杜邦公司和意大利苏莱克斯舶全氟琏榱腔 ,岛 全氟醚檬艘在化学介质和高置环境中长寿命 , ，应用于炼油化工生产装置能够满足化学工业延长维护胤期的需要(而其他 全氟醚橡腔,形圈、垫圈(,形皮碗、,形密封材料均存在不同的缺点。在计;俸控制领域( 圈、隔膜、填料荨产品多应厢于幕、机械密封、阀门机械密封(阀门、仪器仪表等设备中使用全氟醴橡 产品的刖座、连接密封件辞高温、强腐蚀性工况(胶已经有相当长的历史,(尤其作为机械密封辅 据资料介绍(茭国一塞化学公司的一个包装助密封件(全氟醚橡胶可吼耐高温以及许多有毒 车问(有,,种“,,,,,”牌农药和化肥，这些产品由有害和强腐蚀的化学品(如过热蒸汽、醚，酮(醛、 十八种溶荆配制(包含的化学物质有环己酮、甲基醢、苯环结构有机物、胺差物质(强酸强碱和氧化 异丁苯醇，异佛尔嗣、二甲苯、煤油、轻的和重的芳剂( 香烃物质(由于包装机,,十装料口美键密封件 不耐腐蚀，,,,,年开工仅一小时就被迫停产(采 ,, ,,,,年橡胶制品新技术交流暨信息发布会用全氟醚橡胶密封件后，设备运行正常。在导热 对比。姆中(二苯及二苯氧化物作介质)，,,,?使用,年 ,(,应用于能源开发领域以上。在丙烯酸甲酯中，,,,?使用,年。在无水 全氟醚橡胶制品在天然气、石油、低热开采、马来酸中(,,,”,使用,年以上。联合碳化物公司 核电站等领域也得到广泛应用。在介质腐蚀、高将,,,辆氧化乙烯罐车上,形圈换成全氟醚橡 温、高压、辐射环境等苛刻的工况条件下。只有全胶材料后，未发生渗漏现象。 氟醚橡胶才能适应。如对于高温低热和酸性油井 美国的一家乙烯工厂，客户在苯乙烯的生产 中电子设备的专用罩，管线压紧器上的,形过程中使用全氟醚橡胶替代原先的,,,,和其 圈，接触,,,?酸性气体、压差为,,,,,,,的工况;他密封环，获得了,倍以上的密封寿命。目前国 接触含胺的,,,?的液压油及酸性气、油混合工内的许多,,,客户在使用全氟醚橡胶后也认定 况;用于,,,,米深度的钻井工况;用于,,,,米深能降低停机时间，减少维修成本。 井，,,,?，且有硫化氢、二氧化碳及混合溶剂的工 根据杜邦公司的研究资料，全氟醚橡胶在丙 况。经验证明在井深,,,,米使用全氟醚的橡胶酮、硝酸中的体积膨胀率远小于各类氟橡胶，见图 密封件，用作天然气分离的隔膜，钻头牙轮轴承密,和图,。 封圈、电器连接器保护套等的使用效果也都较好。 ,(,应用于宇航领域 由于突出的化学稳定性，全氟醚橡胶制成的 橡胶制品，还可用于太空飞行和火箭发射等宇航 逆,, 领域，可耐喷气式飞机燃油、肼类以及包括,,,。 瓣 必 和发烟,,,。在内的强氧化剂以及各种流体的 避 输送、密封、减振工况等。在液氧液氮温度下仍有 嬖,, 良好的密封性能，并能耐液氧冲击，不会发生着 火、爆炸等现象。哥伦比亚号航天飞机上曾用于 , 隔离氧化氮和肼类。图,各类氟橡胶在丙酮中的体积膨胀率,,,”,(,,,,) ,(,应用于高科技领域 在许多高科技的研究、生产和仪器仪表中，全 ,,, 氟醚橡胶制品也有一定的应用。如用于高真空、 母 僻 低温下的密封可代替金属密封系统，能耐液相色 邕 避 谱和气相色谱,,,?的高温。全氟醚橡胶可以把 氍,, 基 热稳定性、耐腐蚀性和密封性等方面结合起来，用 于接触胺、氨、氯、盐酸、硝酸、四氢呋喃和其他特 殊的化学药物。 , ,结束语图, 各类氟橡胶在热硝酸中的体积膨胀率(,,?。,,,) 现实生产中，同一化学工艺中的不同设备对 冰,, 密封材料的要求不同，所以橡胶制品必须具有广 僻 畿 泛的适应性。密封材料的失效导致的泄漏会带来 登 物料的浪费，破坏环境，甚至造成人员伤亡。同 鐾,, 时，泄漏导致的非性停工更常常给工厂造成 巨大的损失，这是大量全氟醚橡胶在现代化学工 , 业得到越来越多应用的原因。但值得注意的是。图, ,种不同的全氟醚橡胶在乙二胺中的体积膨胀率 不同牌号、不同胶料甚至是不同硫化工艺的全氟 (,,”,) 醚橡胶对特定化学产品的耐受性能可能截然不 图,是,种全氟醚橡胶在乙二胺中的膨胀率 同，因此慎重选择材料并咨询供应商是必要的。,,,,年 李振环等 全氟醚橡胶及其制品的应用 ,, 在恶劣的工作环境中选择合适的全氟醚橡胶 取技术参数和建议。以使在生产实践中能有效地能够延长.