国内氟硅橡胶的研究进展

摘 要：氟硅橡胶的主要应用领域是航空航天和汽车制造业，随着我国航空航天事业的发展，氟硅橡胶的技术研究需要赶上发达国家的步伐，许多特种氟硅橡胶及制品对进口的依赖度很大，需要相关设计院及企业研究单位加快研究的步伐。本文通过研究近几年氟硅橡胶的发展情况，指出了国内氟硅橡胶的研究方向。

关键词：氟硅橡胶；研究力度；研究方向

1 氟硅橡胶分类及性能

1.1 氟硅橡胶种类

氟硅橡胶种类比较多，目前已大规模生产的是以三氟丙基甲基环三硅氧烷为结构单体，通过化学聚合而成的聚合物，和这个聚合物有相同功能的也相继研制出来，主要以FEM26、FEM2802、SKTFT-50为代表的共聚氟硅橡胶。根据分类依据不同，种类如下表：

氟硅橡胶应用领域不同，工艺条件也要随之改变，根据工艺条件要求，橡胶配料配方也具有很大的差异性，温度、压力和反应时间等因素不同也会形成不同的产品，氟硅橡胶综合性能比较优异，和其他橡胶相比，也有优越性，生胶品种较多，加工方法多样，所以制品繁多，应用相当广泛。

1.2 氟硅橡胶性能

氟硅橡胶兼有硅橡胶的耐高低温性能，并且具有氟橡胶的优良的耐油、耐溶剂、耐饱和蒸汽的性能，氟硅橡胶在常温和高温下，对脂肪族、芳香族和氯化烃类溶剂、石油基的各种燃料油、润滑油、液压油以及某些合成油等稳定性都很好。能够在不同工况下使用，表现出良好的稳定性，也是目前唯一一种材料能在-68～230℃大范围内的燃油介质中使用的弹性体。

2 我国氟硅橡胶材料的存在的问题及未来发展方向

2.1 我国氟硅橡胶材料存在的问题

我国对氟硅橡胶的研究较晚，中间由于文化大革命的原因，推迟了对氟硅橡胶的研究。我国最早于1966年由中科院和上海有机氟研究所协作制得，和美国LS420的氟硅橡胶生胶合成制取了性能优良的SF系列氟硅胶料。近年来国内航空航天事业发展迅速，汽车工业也得到了很大的发展，随之氟硅橡胶也得到了较快的发展，部分氟硅橡胶及制品已达到或超过了国外同类产品，可满足某些用户的需求。虽然，氟硅橡胶生产上取得了一些成绩，其独特的优越性，但也存在一些问题，理论方面如粘接、补强等方面需要进一步加强。生产成本上需要进一步降低，在某些特殊领域，价格太高，氟硅橡胶单体合成相当困难，加上引入含氟基团增大了硫化难度，硫化工艺复杂，使得氟硅橡胶生产成本高。在强度方面，机械强度偏低，不能够满足多领域应用的要求，补强后，环境污染程度大。在生产工艺方面，补强过程工艺不简便，复杂，操作难度大。在耐温性方面，耐高温性能仍需加强，和国外相比，仍有一些差距，高温硫化氟硅橡胶而言，其长期使用温度不能超过250℃，室温硫化胶则更低，这也限制了氟硅橡胶的应用。在氟含量控制方面仍较低，耐溶剂性能和高温性能会受到一定程度的影响。

2.2 我国氟硅橡胶材料发展的方向

全球经济处于不景气的状态，但是氟硅橡胶的应用领域是高精尖的领域，产品升级换代比较快，属于消耗品，要符合节能环保的标准，和国家提倡经济环保节能的大发展方向相吻合。现在国家对汽车尾气排放的标准提高了很多，检测要求也严格，淘汰使用黄牌车的车辆，原来汽车的一些密封部位采用普通硅橡胶，现在为了达到环保的标准，选用了更耐油的氟硅橡胶作为密封圈，从而提高了密封效果。随着航空航天领域的发展，对氟硅橡胶原料的要求将会更加提高，需要通过不断试验，总结出适合航空航天领域所用的氟硅橡胶材料。

3 国内氟硅橡胶生产技术研究进展

3.1 国内氟硅橡胶技术配方的设计

氟硅橡胶生产技術国内进行了很多研究，目前比较有实力的研究和生产厂家有6家。这几家是国内最早进行氟硅橡胶研发的，经过几十年的发展，也相继研发出了一些特殊领域的产品配方，有很多也比国外发达国家的性能要更强大。氟硅橡胶的生产技术是对配方的设计，橡胶的配合是指根据产品的性能和要求，根据实际加工工艺和加工成本等因素，来确定橡胶材料和各种配合剂的类型和用量，进而完成对氟硅橡胶的配方设计。配方设计的意义就是通过合理的原材料组合，达到改善氟硅橡胶加工工艺性能，提高制品的使用性能，延长制品的使用寿命，合理地使用原材料，达到成本降低的目的，一个完整的橡胶配合包括生胶体系、硫化体系、填充增强体系、软化增塑体系和防护体系，有时还包括其他配合体系。

氟硅橡胶的努力方向是需要不断地研究新配方，创新地进行研究，通过独辟路径，开发出新的产品，开拓新的应用领域，以满足日益扩大的市场需求，使产品更多运用到多领域中。随着煤炭、石油等资源的减少，化工原料价格必然上升，氟硅橡胶加工工艺比较复杂，成本高，以后努力的方向将是对配方的研究和加工过程中工艺技术的高科技引进，通过优化工艺和配方，将成本降低，达到满足氟硅橡胶使用性能。所以研究出合适的配方和加工工艺，对于提高胶料的使用性能，可以拓宽氟硅橡胶材料的应用，其作用至关重要。

3.2 氟硅橡胶原材料的选择

对于不同的应用领域，要加强对生胶的选择，其直接影响着氟硅橡胶最终的性能。硫化是与橡胶大分子发生化学反应，硫化可以让橡胶形成空间网络结构，从而可以提高橡胶的性能，稳定形状。硫化体系包括硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂三种。这三种物质一定要相辅相成地使用，因为促进剂必须在活性剂存在的条件下才能充分发挥并且促进氟硅橡胶的整体性能。填充增强体系包括增强剂和填充剂，选合适的增强体系，不仅可以提高氟硅橡胶的力学性能，还能改善工艺条件，一定程度上可以降低成本。因此原材料的选择也起着重要的作用。

3.3 氟硅橡胶生产的加工工艺优化研究

工艺优化存在于氟硅橡胶工艺流程的每个阶段，不同的氟硅橡胶制品，应用到不同领域的材料，加工工艺过程不相同，氟硅橡胶制品的制备工艺过程复杂，通用的工艺流程主要是塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化等加工工艺。塑炼的过程是将生胶由弹性状态变为可塑性状态的过程，在混炼时配合剂要易于均匀分散，这样后期压延时胶料才可以更容易地渗入纤维织物等，需要对开炼机和密炼机等设备进行设备的更新研究，使混炼过程更加精细化生产。混炼时氟硅橡胶的加工工艺是最基本和最重要的工序之一，混炼胶的质量对半成品的工艺加工性能和橡胶制品的质量具有决定性的作用，在生产中，每次的混炼胶料都要进行快速检验，目的是为了判断混炼胶料中配合剂是否分散良好，有无漏加或错加，以及操作是否符合工艺要求等，以便及时发现问题和采取补救措施。要对混炼设备采用密闭式，这样混合过程中物料不会外泄，有效地改善工作环境。

4 结束语

通过新材料、新技术的应用，氟硅橡胶将会研制出更加科学合理的配方。通过提高生胶质量，加工设备和生产工艺的现代化设备的引入，采取一系列改进措施使产品发挥出应有的特性。从而拓宽氟橡胶的应用领域，对于推动国内氟硅橡胶事业的发展，具有重要的意义。

参考文献：

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