氟硅橡膠耐油性能
以γ-三氟丙基甲基硅氧烷為結(jié)構(gòu)單元的氟硅橡膠具有良好的耐油、耐溶劑性能和優(yōu)良的耐高低溫性能,在航空工業(yè)中有著重要的應(yīng)用;但氟硅橡膠價(jià)格昂貴。在一些對(duì)耐油性能要求不是很高、而對(duì)耐高低溫性要求較高的情況下,若選用甲基乙烯基硅橡膠時(shí)則不能滿足耐油性能的要求;而選用氟硅橡膠又不能充分利用其耐油性能,造成不必要的資源浪費(fèi);這時(shí)若采用共聚氟硅橡膠既可以降低材料成本,又可克服甲基乙烯基硅橡膠/氟硅橡膠共混物硫化膠易分層、疲勞性能差的缺點(diǎn)。另外,共聚氟硅橡膠還具有良好的耐低溫性能,而甲基乙烯基硅橡膠、通用型氟硅橡膠及其共混物均無此特性。共聚氟硅橡膠具有中等的耐油性能和良好的耐熱性能,可在接觸機(jī)油的環(huán)境中作為密封墊、油封等使用,也可用在可能受到少量燃油污染的環(huán)境中作為航空電連接器的彈性密封件等使用。本實(shí)驗(yàn)考察了結(jié)構(gòu)化控制劑種類、硫化劑種類及其用量對(duì)共聚氟硅橡膠ＳＫＴＦＴ-25耐油性能的影響。
1　實(shí)驗(yàn)
1 .1　主要原料及儀器
   共聚氟硅橡膠:ＳＫＴＦＴ-25,俄羅斯樣品;羥基氟硅油:上海有機(jī)氟材料研究所;氣相法白炭黑:Ａ-380,沈陽永新化工股份公司;羥基硅油:中昊晨光化工研究院;三氧化二鐵(氧化鐵紅):市售;二氧化鈰:自制;氣相法二氧化鈦,迪高沙公司;高耐磨炭黑:市售;24-二叔丁基過氧化異丙基苯(ＢＩＰＢ)、2 5-二甲基-25-二叔丁基過氧基己烷(雙二五)、過氧化二異丙苯(ＤＣＰ)、過氧化苯甲酰(ＢＰＯ)、雙二四、2#和3#標(biāo)準(zhǔn)油、15Ｗ40型汽車機(jī)油等:市售。雙輥煉膠機(jī):ＪＩＣ-160,廣東湛江機(jī)械廠;硫化壓機(jī):ＹＸＣ-50,上海西瑪偉力橡塑機(jī)械公司;萬能材料試驗(yàn)機(jī):Ｉｎｓｔｒｏｎ1122,英國(guó)Ｉｎｓｔｒｏｎ公司。
1 .2　試樣的制備
    配方:100份ＳＫＴＦＴ-25生膠,40份Ａ-380,10份結(jié)構(gòu)化控制劑,5份氧化鐵紅(或1份二氧化鈰或1份氣相法二氧化鈦或1份高耐磨炭黑),硫化劑適量。膠料的制備:按配方稱取各組分;在雙輥煉膠機(jī)上加入生膠,待包輥后,分批加入氣相法白炭黑、結(jié)構(gòu)化控制劑;待白炭黑全部混入后,再添加氧化鐵紅和硫化劑,混合均勻,薄通3次,打卷待用。膠料停放24ｈ后,做成硫化試片。
   膠料的一段硫化條件:表壓10ＭＰａ;以ＤＣＰ、ＢＩＰＢ和雙二五為硫化劑時(shí),170℃硫化10ｍｉｎ;以ＢＰＯ和ＤＣＰ為硫化劑時(shí),115℃硫化10ｍｉｎ。膠料的二段硫化條件:溫度200℃,時(shí)間4ｈ,在電熱鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行。
1.3　性能測(cè)試?yán)鞆?qiáng)度和扯斷伸長(zhǎng)率按ＧＢ/Ｔ528-1998測(cè)定;硬度按ＧＢ/Ｔ531-1999測(cè)定;耐油性能按ＧＢ/Ｔ1690-1992測(cè)定。
2　結(jié)果與討論
   共聚氟硅橡膠硫化膠的耐油性能主要由生膠的耐油性能決定,配方中的各組分對(duì)其耐油性能也有一定的影響。共聚氟硅橡膠膠料主要由生膠、補(bǔ)強(qiáng)劑、結(jié)構(gòu)化控制劑、耐熱添加劑和硫化劑組成。在生膠和補(bǔ)強(qiáng)劑不變的情況下,比較了結(jié)構(gòu)化控制劑、硫化劑和耐熱添加劑對(duì)共聚氟硅橡膠硫化膠耐油性能的影響。由于商品油的性能隨產(chǎn)地、批次的不同而變化,所以對(duì)橡膠的溶脹性能有顯著差異。標(biāo)準(zhǔn)油代表高餾分的潤(rùn)滑油,1#油為低體積增加油,2#油為中體積增加油,3#油為高體積增加油。標(biāo)準(zhǔn)油的試驗(yàn)結(jié)果與各種商品油的試驗(yàn)結(jié)果有一定的對(duì)照關(guān)系,各編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)油推薦代表的商品油為:1#標(biāo)準(zhǔn)油代表14#柴油、20#航空滑油、16#坦克機(jī)油、特1#滑油及11#柴油;2#標(biāo)準(zhǔn)油代表Ｎ10、Ｎ32、Ｎ46及Ｎ68機(jī)械油(與原機(jī)械油10#、20#、30#及50#相當(dāng));3#標(biāo)準(zhǔn)油代表22#透平油、8#航空滑油、25#和45#變壓器油、10#和12#航空液壓油、0#輕柴油、10#輕柴油、35#輕柴油。因共聚氟硅橡膠主要用于3#標(biāo)準(zhǔn)油所代表的油類介質(zhì)的密封,所以,試驗(yàn)中主要以3#標(biāo)準(zhǔn)油作為試驗(yàn)介質(zhì)。

2. 1　結(jié)構(gòu)化控制劑
    種類對(duì)硫化膠耐油性能的影響表1是結(jié)構(gòu)化控制劑種類對(duì)ＳＫＴＦＴ-25硫化膠耐油性能的影響。

 
　　由表1可見,常態(tài)下二者的性能差異不大;經(jīng)150℃×70ｈ耐標(biāo)準(zhǔn)油實(shí)驗(yàn)后,采用羥基氟硅油作結(jié)構(gòu)化控制劑的硫化試片,其拉伸強(qiáng)度變化率和體積膨脹率都低于采用羥基硅油作結(jié)構(gòu)化控制劑的硫化試片,硬度變化率則差別不大。因此我們選用羥基氟硅油作為本膠料的優(yōu)選結(jié)構(gòu)化控制劑。
2 .2　硫化劑種類對(duì)硫化膠耐油性能的影響
表2是硫化劑種類對(duì)ＳＫＴＦＴ-25硫化膠耐油性能的影響。
 
　　從表2可以看出,常態(tài)下采用ＤＣＰ和雙二四作硫化劑的硫化試片的拉伸強(qiáng)度和扯斷伸長(zhǎng)率高一些;但硫化試片經(jīng)150℃×70ｈ耐3#標(biāo)準(zhǔn)油實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),采用雙二五作硫化劑時(shí)硫化試片的各項(xiàng)性能相對(duì)較好。因此,一般選擇雙二五作硫化劑,當(dāng)然也可根據(jù)不同的使用要求和生產(chǎn)條件選擇相應(yīng)的硫化劑。
2. 3　硫化劑用量對(duì)硫化膠耐油性能的影響
   考察了硫化劑雙二五用量對(duì)ＳＫＴＦＴ-25硫化膠耐油性能的影響,結(jié)果見表3。

　　由表3可以看