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氟硅橡膠硫化膠的老化性能
日期：2024-11-23 00:06
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氟硅橡膠硫化膠的老化性能 |
| 三氟丙基甲基乙烯基硅橡膠簡稱氟硅橡膠(FVMQ)。氟硅橡膠生膠*早在20世紀60年代初期由美國道康寧公司研制成功，前蘇聯(lián)也在同時期生產(chǎn)出氟硅橡膠CKTΦT-100和CKTΦT-50，我國則是在20世紀80年代由上海有機氟材料研究所中試成功相當于CKTΦT-100的SF系列氟硅橡膠生膠。氟硅橡膠兼具氟橡膠和硅橡膠的特點，具有良好的耐油、耐溶劑性能和優(yōu)異的耐熱耐低溫性能；因此在航空工業(yè)中有著重要的應(yīng)用。氟硅橡膠是目前**能在-68～230℃的燃油介質(zhì)中使用的彈性體。美國早在20世紀60年代就開始在飛機上使用氟硅橡膠；20世紀70年代后，西方國家的**作戰(zhàn)飛機已普遍使用了該材料。氟硅橡膠FS6265由本院開發(fā)，并已在國產(chǎn)飛機和飛機大修中得到廣泛使用，主要用作飛機燃油系統(tǒng)中的固定和限動密封件。 1 實驗 1.1 主要原料及設(shè)備 氟硅橡膠膠料：F86265，自制。 壓力成型機：YXD-0.50 MN，上海西瑪偉力橡塑機械有限公司；拉力試驗機：IN-STRON3366，美國英斯特朗公司。 1.2 試樣的制備 標準試片：在165℃下熱壓硫化15 min，壓機表壓為10 MPa；在烘箱中進行二次硫化，從室溫升至200℃，并保持4h。 測試恒定壓縮長久變形用試樣：165℃下熱壓硫化25 min，壓機表壓為10MPa；在烘箱中進行二次硫化，從室溫升至200℃并保持4h。 1.3 性能測試 力學(xué)性能：按GB/T528-1998、GB/T531-1999測試；熱空氣老化性能：按GB/T3512-2001測量；壓縮長久變形：按GB/T1683-1981測量，壓縮率20%；壓縮耐寒系數(shù)：參考GB/T1690-1992和GB/T6034-1985進行測試，試樣為?10mm×10mm圓柱，先在自由狀態(tài)下進行150℃的耐油試驗，分3次取樣，每次取樣后在-60-0℃之間選8點測低溫壓縮耐寒系數(shù)；耐液體性：按：GB/T1690-1992測試。 2 結(jié)果與討論 2.1 氟硅橡膠在200℃熱空氣中的長期老化性能 氟硅橡膠在200℃熱空氣中的加速老化試驗結(jié)果見表1。從表1可以看出，氟硅橡膠在50天的200℃熱空氣老化過程中，其力學(xué)性能發(fā)生了明顯變化。在熱空氣老化過程中，其硬度總體呈上升趨勢，表現(xiàn)為硬化老化，但硬度變化不大，僅增加6度；其拉伸強度明顯下降，從初始值9.3MPa下降到3.9MPa，*大變化為-61%；其扯斷伸長率明顯下降，從初始值271%下降到170%，*大變化為-37%；其恒定壓縮長久變形持續(xù)增大，從1天時的29%增加到50天時的97%，規(guī)律性很強。氟硅橡膠在200℃的熱空氣中連續(xù)老化10天后，其硬度僅增加2度，拉伸強度5.1MPa，扯斷伸長率230%，仍保持較好的力學(xué)性能。表明氟硅橡膠FS 6265具有良好的熱空氣老化性能。 表1 氟硅橡膠在200℃的熱空氣中加速老化的試驗結(jié)果
2.2 氟硅橡膠在150℃的RP-3航空煤油中的長期老化性能 氟硅橡膠作為航空煤油系統(tǒng)用密封材料，主要在航空煤油中使用；因此考察了其在150℃的RP-3航空煤油中的長期老化性能，結(jié)果如表2所示。 表2 氟硅橡膠在150℃的RP-3航空煤油中的長期老化的試驗結(jié)果
從表2中可以看出，氟硅橡膠在150℃的RP-3航空煤油中長期老化的過程中，其性能發(fā)生了很大變化。氟硅橡膠在150℃的RP-3航空煤油中浸泡，一方面，由于體積增加約20%，引起硬度明顯下降；另一方面，交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)不斷被破壞，基本上處于無氧狀態(tài)老化，硬度呈現(xiàn)明顯下降趨勢，表現(xiàn)為軟化老化。其拉伸強度變化率從-43%下降到-71%；扯斷伸長率變化率從-34%下降到-47%。而恒定壓縮長久變形由于開始時氟硅橡膠是正膨脹，所以為負值；隨著老化時間的增加，恒定壓縮永冬變形不斷增大，從-11%增大到56%。其體積變化率在18%-25%之間，變化規(guī)律不明顯。在150℃的RP-3航空煤油中老化10天后，氟硅橡膠的硬度為49度，拉伸強度為4.5MPa，扯斷伸長率為172%，恒定壓縮長久變形為5%，體積變化率為21.7%；因此，氟硅橡膠FS6265具有良好的耐150℃RP-3航空煤油的性能。 2.3 氟硅橡膠在150℃的RP-3航空煤油中浸泡后的壓縮耐寒系數(shù) 為了考察氟硅橡膠在RP-3航空煤油中的低溫密封性能，將其在150℃的RP-3航空煤油中浸泡后測試壓縮耐寒系數(shù)，結(jié)果如表3所示。 表3 氟硅橡膠在150℃的RP-3航空煤油中浸泡后的壓縮耐寒系數(shù)
從表3中可以看出，在150℃的RP-3煤油中浸泡5天、20天、70天后，氟硅橡膠的壓縮耐寒系數(shù)有一定下降，但在-50℃時仍大于0.40，在-60℃時仍大于0.15；而RP-3航空煤油的冰點不高于-47℃，因此可以保證氟硅橡膠在RP-3煤油中經(jīng)150℃高溫老化10天后在-50℃下仍具有良好的密封性能。 3 結(jié)論 氟硅橡膠FS6265在200℃的熱空氣中或150℃的RP-3航空煤油中老化10天后仍能保持較好的力學(xué)性能，且在150℃的RP-3航空煤油中老化10天后在-50℃下仍具有良好的密封性能，這是通用氟硅橡膠膠料不能達到的；因此，氟硅橡膠FS6265是航空煤油的優(yōu)良密封材料 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||