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國內(nèi)氟矽橡膠的研究進展
日期：2024-11-23 14:37
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摘要：氟矽橡膠 氟橡膠
以二甲基聚矽氧烷為代表的矽橡膠具有優(yōu)異的高-低溫特性、電特性和彈性特性，但這種橡膠的耐飽和蒸汽性、耐油性和耐溶劑性較差，使得它的應用受到了很大的限製，而在矽橡膠的碳鏈上引入含氟基團(如三氟丙基)形成氟矽橡膠後，由於氟原子具有極大的吸電子效應，加上C-F鍵的鍵長較短，能對C-C鍵形成較好的屏蔽效應，大大提高了橡膠的耐油、耐溶劑特性，使其在汽車和飛機隔膜、墊圈、密封圈及密封劑等橡膠製品中得到廣泛的應用。
氟矽橡膠很早於1956年研製開發(fā)，並應用於航空領域，隨後先後開發(fā)出一係列產(chǎn)品使得氟矽橡膠特性和質(zhì)量得到了逐步的改進。我國很早於1966年製得相當於美國LS-420的氟矽橡膠生膠，並成功開發(fā)出特性優(yōu)良的SF係列氟矽膠料。
1分類及性質(zhì)
氟矽橡膠種類繁多，現(xiàn)已大規(guī)模生產(chǎn)的氟矽橡膠主要是以γ-三氟丙基甲基矽氧烷為結構單體的聚合物，同時也研製出共聚氟矽橡膠，氟矽橡膠按硫化機理可分為自由基型(用過氧化物硫化)、縮合型和加成型；按硫化溫度可分為高溫硫化型和室溫硫化型，室溫硫化型又分為單組分型和雙組分型。
氟矽橡膠兼有矽橡膠的耐高低溫特性，優(yōu)良的電特性及回彈特性和氟橡膠的耐油、耐溶劑、耐飽和蒸汽的特性，是目前唯壹能在-68～230℃的燃油介質(zhì)中使用的彈性體，但與矽橡膠相類似，氟矽橡膠強度較差，表麵能低，屬於較難粘接的材料，具有加工困難等缺陷，另外隨著三氟丙基的引入，給硫化造成困難，所以研究出合適的配方和加工工藝，提高膠料的使用特性，對氟矽橡膠的應用有著至關重要的作用。
2 國內(nèi)研究進展
2.1 配方的研究
氟矽橡膠的配合體係與一般矽橡膠的配合體係冇有多大的區(qū)彆，氟矽橡膠膠料製備主要是由氟矽生膠、交聯(lián)劑、催化劑、補強劑及助劑在一定條件下混煉而成，經(jīng)過成型加工，並在一定條件下經(jīng)過硫化，即可得到氟矽橡膠製品。
2.1.1 生膠牌號及選擇
氟矽生膠主要是由聚甲基三氟丙基矽氧烷為單體?？s合型的一般使用羥基封端，而加成型的則混有一定量的不飽合烯烴，室溫硫化型的氟矽生膠相對分子質(zhì)量較小，在1×104～8×104之間，而高溫硫化型能達到4×105～8×105。目前使用較多的國外氟矽生膠牌號主要有美國DowCorning的LS63、日本信越的SE3810係列等，而國內(nèi)主要有上海三愛富、河北矽穀、晨光化工和北京航材院等研製的氟矽生膠，如北京航材院的FS6265、FS6161，其特性優(yōu)越，已在多個領域得到了廣泛的應用。
2.1.2 硫化交聯(lián)、催化體係的選擇
在橡膠工業(yè)中使生膠交聯(lián)的試劑為橡膠硫化劑。目前硫化劑主要有有機過氧化物、有機矽、無機氧化物、高能射線等，常為含有多元活性官能團的物質(zhì)。
若室溫硫化時，常使用的硫化劑為矽酸酯(如正矽酸乙酯)和鈦酸酯類(如鈦酸正丁酯)等，同時，利用有機錫、有機鈦、鉑絡合物作為催化劑調(diào)節(jié)硫化速度。其中催化劑以有機錫類的二月桂酸二丁基錫應用廣泛，應當指出交聯(lián)反應中真正起催化作用的不是二月桂酸二丁基錫本身，而是它的水解產(chǎn)物二丁基二羥基錫。實驗表明使用複合催化劑有“協(xié)同效應”現(xiàn)象。如二月桂酸二丁基錫與鈦化合物或三乙胺(TA)複合使用，催化作用明顯高於一般催化劑。但使用此類催化劑時，若膠料殘餘丁基錫等催化劑或帶入水分等雜質(zhì)，則在密閉環(huán)境中，即使200℃以下也會發(fā)生降解與軟化，甚至液化，所以，用於高溫環(huán)境的氟矽膠料的硫化過程應儘量減少此類催化劑的使用。蔡寶連等用HI/I2(摩爾比為1/1)、對甲苯磺酸、磷酸鹽等三種催化體係製備出特性符合要求的單組份室溫硫化氟矽橡膠粘合劑。謝擇民、彭文慶等人以聚矽氮烷KH-CL為交聯(lián)劑實現(xiàn)了非催化交聯(lián)，避免了由有機錫催化劑在高溫下導致的降解，同時過量的聚矽氮烷交聯(lián)劑可以消除體係中的矽羥基和水分，從而抑製由矽羥基和水分引起的降解，大大提高膠料的熱穩(wěn)定性。
2.1.3 補強劑的選擇
未經(jīng)補強的氟矽橡膠強度很低，冇有實際使用價值。加入適當?shù)难a強劑，以提高氟矽橡膠的特性，延長製品的使用壽命是極其重要的。目前常用的補強劑為氣相法白炭黑，氟矽橡膠的分子主鏈結構單元—Si—O—，二者具有相同的矽氧骨架，微粒SiO2填充到氟矽膠交聯(lián)網(wǎng)的空隙中，它們接觸時有較強的相互作用，從而起到補強作用。補強的膠料其硫化膠的機械強度高、電特性好，並可與其它補強劑或弱補強劑並用，製備不同使用特性的膠料。但由於它在存放與使用過程中易產(chǎn)生結構化現(xiàn)象，必須進行二段硫化等後處理，且因為白炭黑表麵存在活性羥基，會對橡膠的耐熱特性產(chǎn)生不利影響，通過使用多種型號白炭黑並用，來調(diào)節(jié)炭黑用量，成功提高了粘接體係的粘接強度?；鞜挄r加入一定量的羥基氟矽油預處理白炭黑，消耗白炭黑表麵的部分活性羥基，使表麵產(chǎn)生部分鈍化作用，減少白炭黑對氟矽橡膠“結構化”的影響，加工特性得到極大改善，提高了膠料質(zhì)量。
2.1.4 開發(fā)新型偶聯(lián)劑
偶聯(lián)劑很早用於玻璃纖維，在無機材料和有機材料的界麵上起橋梁作用，儘管偶聯(lián)劑在膠粘劑中的用量很少，卻對粘接強度有重要影響?，F(xiàn)階段在氟矽橡膠與金屬粘接中使用的是矽烷偶聯(lián)劑，它能實現(xiàn)氟矽橡膠與無機物或金屬很好的偶聯(lián)，矽烷偶聯(lián)劑分為氨基矽烷、過氧矽烷、疊氮矽烷和重氮矽烷偶聯(lián)劑等，其中尤以過氧矽烷類的乙烯基三特丁基過氧矽烷(VTPS)特性為優(yōu)越，它適用性廣，是一種理想、高效、廣譜的增粘劑，有“萬能增粘劑”之稱。蘇正濤等人報道VTPS是矽橡膠(VMQ或FVMQ)高溫硫化粘接的良好增粘劑，加入VTPS可以提高矽橡膠與金屬粘接的剪切強度，且可耐溶液浸蝕。關靜的實驗表明矽烷偶聯(lián)劑A151和VTPS能在氟矽橡膠FSR與不鏽鋼片間形成橋鍵，起到增粘作用，但A151不夠穩(wěn)定，而VTPS則較好；鄭詩建發(fā)現(xiàn)當氟矽橡膠和VTPS的相對用量為1：1(質(zhì)量比)時膠粘劑的粘接效果優(yōu)良；矽烷偶聯(lián)劑除了VTPS外，其它如甲基三特丁基過氧矽烷(MATS)、乙烯基三乙酰氧基矽烷、KH-550、KH-560等在氟矽橡膠製品中也有一定的應用。
2.1.5 添加劑
2.1.5.1 防老耐熱添加劑
提高氟矽橡膠耐熱特性的主要方法為改變主鏈結構，可加入矽羥基耐熱添加劑等。對於不同的交聯(lián)體係，應使用不同的方法。對於加成型和過氧化物交聯(lián)型膠料，提高耐熱特性比較簡單且經(jīng)濟的方法是加入金屬氧化物，如γ-Fe2O3、SnO2、活性MgO、CaO等，能抑製氟矽橡膠分子鏈側鏈有機官能團(三氟丙基)被氧化，中和氟矽橡膠高溫時因三氟丙基分解可能產(chǎn)生的氫氟酸，起到熱穩(wěn)定作用，因而，使膠料的耐熱特性大幅度提高。蘇正濤、鄭俊萍等人報道SnO2對Fe2O3有協(xié)同效應，添加Fe2O3和SnO2複合氧化物的使用效果要優(yōu)於Fe2O3或SnO2單獨使用。SnO2、Fe2O3和鐵錫氧化物複合物既能防止熱氧化發(fā)生，又能抑製橡膠分子側鏈基團分解，其中，鐵錫氧化物複合物的作用強。蘇正濤等人還研究丁二氧化鈰作為耐熱添加劑可大幅度地提高氟矽橡膠的耐熱特性；鄭俊萍等人討論了過渡金屬氧化物的耐熱作用機製，證明鐵錫複合氧化物具有多種抗氧化機理，從而發(fā)揮出協(xié)同效應，提高膠料的耐熱性。
2.1.5.2 其它添加劑
由於使用氣相法白炭黑補強的氟矽橡膠膠料貯存過程中會變硬，塑性值下降，逐漸失去加工工藝特性。為防止和減弱這種“結構化”傾向，一般的辦法是加入一定量的結構控製劑。結構控製劑通常為含有羥基或硼原子的低分子有機矽化合物，常用的有二苯基矽二醇、甲基苯基二乙氧基矽烷、四甲基亞乙基二氧二甲基矽烷、低分子羥基氟矽油及矽氮烷等。
為解決氟矽橡膠粘度過大問題，常在膠料中加入一定量的增塑劑，常用的是硬脂酸，但由於它不能耐高溫且易與過氧化物作用，所以加入量不能過多。嘗試了加入極少量的硬脂酸作為脫模劑，出模時很少發(fā)生粘?，F(xiàn)象。另外根據(jù)需要，可在不影響使用特性的條件下，向氟矽橡膠中加入一定量的著色劑，如氧化鐵、鎘和鉻的化合物、炭黑等等。
2.2 加工工藝的研究進展
氟矽橡膠的加工過程與一般矽橡膠基本一樣，主要包括混煉、擠出、壓延、粘合、硫化等工藝，可使用普通橡膠加工設備進行加工，加工過程要保持設備的清潔，不能混有其它橡膠、油汙或雜質(zhì)，否則會影響氟矽橡膠的硫化及特性
2.2.1 混煉
氟矽橡膠生膠比較柔軟，具有一定的可塑性?？刹唤?jīng)塑煉而直接使用開煉機或密煉機進行混煉，但由於氟矽純膠比較容易粘輥，很難操作，對配合劑、補強劑的混合技術要求高，導致混煉工藝相當複雜。不過粘輥特性的好壞與橡膠的品級、輥筒的表麵狀態(tài)、操作條件等因素有關，若聚合物的粘-溫係數(shù)大，充分冷卻輥簡便可獲得良好的操作特性。其次，在不影響特性的前題下而通過添加少量的聚二甲基矽氧烷也是有效的。另外，鄭華等人使用在開煉機滾筒前加一刮刀，實行定時兩步混煉的方法，取得了良好的效果。
2.2.2 擠出和壓延
氟矽橡膠膠料可以被擠出製成各種產(chǎn)品，如襯墊材料、管材、絕緣電線及各種密封型材：一般說，氟矽膠料由於粘度比有機橡膠低，應在室溫下進行擠出加工，在擠出過程中，若局部溫度超過50℃，就可能在擠出機內(nèi)發(fā)生焦燒，且氟矽生膠強度比較低，擠出後應瞬間硫化。
氟矽橡膠通常在室溫下進行壓延，但對特殊的膠料，能少許加熱是有益的，可以改善與織物的粘合。壓延氟矽橡膠膠料，可以使用三輥筒或四輥筒的壓延機。壓延製品可以是無補層的氟矽膠實心板材，也可製成氟矽刮膠膠布或層壓膜片。壓延加工的主要優(yōu)點是能夠生產(chǎn)長的、連續(xù)的、具有均勻厚度的板材。
2.2.3 硫化
對於高溫硫化氟矽橡膠膠料，若使用白炭黑作為補強劑，要進行二段硫化，使用炭黑作為填料則不必。一段硫化普遍使用平板加壓硫化，溫度一般在110-170℃(根據(jù)硫化係統(tǒng)的不同選擇不同的硫化溫度)之間，一段硫化時間較短，大多在30min以下，氟矽橡膠二段硫化溫度在電熱鼓風箱中進行，使用逐步升溫的方式，達到200-250℃後保持恒溫，時間在數(shù)小時至數(shù)十小時不等。
對於雙組分室溫硫化氟矽橡膠的硫化是通過加入催化劑來實現(xiàn)，而單組分室溫硫化氟矽橡膠在室溫下，接觸空氣中的濕氣即可硫化，硫化從膠料表麵開始，通過水分的擴散而逐步向內(nèi)硫化。
2.2.4 粘合
與矽橡膠類似，氟矽橡膠的表麵能較低，屬於難粘接的材料，研究表明使用矽烷偶聯(lián)劑能夠較好地實現(xiàn)氟矽橡膠與聚脂織物等材料的粘接，如矽烷偶聯(lián)劑VTPS能夠使氟矽橡膠與金屬間得到很好的粘接特性。氟矽橡膠與金屬粘接前要對金屬表麵進行噴砂、打磨、溶劑清洗等處理，否則將會影響粘接質(zhì)量。
3 結束語
矽橡膠有著其它橡膠無法比擬的耐高低溫、耐燃油、耐溶劑特性，現(xiàn)已廣泛應用於航空、航天、汽車等領域，可在飛機、火箭、導彈、宇宙飛船、石油化工、汽車等行業(yè)中作為燃料油、潤滑油的接觸膠管、墊片、密封圈、燃料箱襯裡，也可用於製造耐腐蝕的衣服、手套以及塗料、膠粘劑等。但氟矽橡膠也存在以下問題：
(1)價格昂貴。氟矽橡膠單體合成相當困難，加上引入含氟基團增大了硫化難度，硫化工藝複雜，使得氟矽橡膠生產(chǎn)成本高。
(2)機械強度太低，補強過程複雜。未經(jīng)補強的氟矽橡膠強度很差，補強後的氟矽橡膠強度也不高，且補強工藝複雜，會對環(huán)境造成一定的汙染。
(3)耐高溫特性仍需加強。氟矽橡膠熱穩(wěn)定性不及甲基矽橡膠，對於高溫硫化氟矽橡膠而言，其長期使用溫度不能超過250℃，室溫硫化膠則更低，這也限製了氟矽橡膠的應用。
近年來我國氟矽橡膠發(fā)展較為迅速，部分氟矽橡膠及製品已達到或超過了國外同類產(chǎn)品，可滿足用戶的需求，反應良好。但由於我國對氟矽橡膠的研究開發(fā)起步較晚，技術上還遠遠落後於幾個發(fā)達國家，諸多特種氟矽橡膠及製品還依賴於進口，這要求相關企業(yè)及研究單位應加大研究力度，在努力完善粘接、補強等理論的同時，還應不斷地研究新配方，開發(fā)出新的產(chǎn)品，開拓新的應用領域，以滿足日益擴大的市場需求；同時隨著石油等資源的日益枯竭，化工原料價格將不斷上漲，加上氟矽橡膠加工比較困難，生產(chǎn)成本比一般矽橡膠高，這也在客觀上刺激了氟矽橡膠配方及加工技術的不斷完善，以期得到更好的特性、更低的成本。
氟矽橡膠很早於1956年研製開發(fā)，並應用於航空領域，隨後先後開發(fā)出一係列產(chǎn)品使得氟矽橡膠特性和質(zhì)量得到了逐步的改進。我國很早於1966年製得相當於美國LS-420的氟矽橡膠生膠，並成功開發(fā)出特性優(yōu)良的SF係列氟矽膠料。
1分類及性質(zhì)
氟矽橡膠種類繁多，現(xiàn)已大規(guī)模生產(chǎn)的氟矽橡膠主要是以γ-三氟丙基甲基矽氧烷為結構單體的聚合物，同時也研製出共聚氟矽橡膠，氟矽橡膠按硫化機理可分為自由基型(用過氧化物硫化)、縮合型和加成型；按硫化溫度可分為高溫硫化型和室溫硫化型，室溫硫化型又分為單組分型和雙組分型。
氟矽橡膠兼有矽橡膠的耐高低溫特性，優(yōu)良的電特性及回彈特性和氟橡膠的耐油、耐溶劑、耐飽和蒸汽的特性，是目前唯壹能在-68～230℃的燃油介質(zhì)中使用的彈性體，但與矽橡膠相類似，氟矽橡膠強度較差，表麵能低，屬於較難粘接的材料，具有加工困難等缺陷，另外隨著三氟丙基的引入，給硫化造成困難，所以研究出合適的配方和加工工藝，提高膠料的使用特性，對氟矽橡膠的應用有著至關重要的作用。
2 國內(nèi)研究進展
2.1 配方的研究
氟矽橡膠的配合體係與一般矽橡膠的配合體係冇有多大的區(qū)彆，氟矽橡膠膠料製備主要是由氟矽生膠、交聯(lián)劑、催化劑、補強劑及助劑在一定條件下混煉而成，經(jīng)過成型加工，並在一定條件下經(jīng)過硫化，即可得到氟矽橡膠製品。
2.1.1 生膠牌號及選擇
氟矽生膠主要是由聚甲基三氟丙基矽氧烷為單體?？s合型的一般使用羥基封端，而加成型的則混有一定量的不飽合烯烴，室溫硫化型的氟矽生膠相對分子質(zhì)量較小，在1×104～8×104之間，而高溫硫化型能達到4×105～8×105。目前使用較多的國外氟矽生膠牌號主要有美國DowCorning的LS63、日本信越的SE3810係列等，而國內(nèi)主要有上海三愛富、河北矽穀、晨光化工和北京航材院等研製的氟矽生膠，如北京航材院的FS6265、FS6161，其特性優(yōu)越，已在多個領域得到了廣泛的應用。
2.1.2 硫化交聯(lián)、催化體係的選擇
在橡膠工業(yè)中使生膠交聯(lián)的試劑為橡膠硫化劑。目前硫化劑主要有有機過氧化物、有機矽、無機氧化物、高能射線等，常為含有多元活性官能團的物質(zhì)。
若室溫硫化時，常使用的硫化劑為矽酸酯(如正矽酸乙酯)和鈦酸酯類(如鈦酸正丁酯)等，同時，利用有機錫、有機鈦、鉑絡合物作為催化劑調(diào)節(jié)硫化速度。其中催化劑以有機錫類的二月桂酸二丁基錫應用廣泛，應當指出交聯(lián)反應中真正起催化作用的不是二月桂酸二丁基錫本身，而是它的水解產(chǎn)物二丁基二羥基錫。實驗表明使用複合催化劑有“協(xié)同效應”現(xiàn)象。如二月桂酸二丁基錫與鈦化合物或三乙胺(TA)複合使用，催化作用明顯高於一般催化劑。但使用此類催化劑時，若膠料殘餘丁基錫等催化劑或帶入水分等雜質(zhì)，則在密閉環(huán)境中，即使200℃以下也會發(fā)生降解與軟化，甚至液化，所以，用於高溫環(huán)境的氟矽膠料的硫化過程應儘量減少此類催化劑的使用。蔡寶連等用HI/I2(摩爾比為1/1)、對甲苯磺酸、磷酸鹽等三種催化體係製備出特性符合要求的單組份室溫硫化氟矽橡膠粘合劑。謝擇民、彭文慶等人以聚矽氮烷KH-CL為交聯(lián)劑實現(xiàn)了非催化交聯(lián)，避免了由有機錫催化劑在高溫下導致的降解，同時過量的聚矽氮烷交聯(lián)劑可以消除體係中的矽羥基和水分，從而抑製由矽羥基和水分引起的降解，大大提高膠料的熱穩(wěn)定性。
2.1.3 補強劑的選擇
未經(jīng)補強的氟矽橡膠強度很低，冇有實際使用價值。加入適當?shù)难a強劑，以提高氟矽橡膠的特性，延長製品的使用壽命是極其重要的。目前常用的補強劑為氣相法白炭黑，氟矽橡膠的分子主鏈結構單元—Si—O—，二者具有相同的矽氧骨架，微粒SiO2填充到氟矽膠交聯(lián)網(wǎng)的空隙中，它們接觸時有較強的相互作用，從而起到補強作用。補強的膠料其硫化膠的機械強度高、電特性好，並可與其它補強劑或弱補強劑並用，製備不同使用特性的膠料。但由於它在存放與使用過程中易產(chǎn)生結構化現(xiàn)象，必須進行二段硫化等後處理，且因為白炭黑表麵存在活性羥基，會對橡膠的耐熱特性產(chǎn)生不利影響，通過使用多種型號白炭黑並用，來調(diào)節(jié)炭黑用量，成功提高了粘接體係的粘接強度?；鞜挄r加入一定量的羥基氟矽油預處理白炭黑，消耗白炭黑表麵的部分活性羥基，使表麵產(chǎn)生部分鈍化作用，減少白炭黑對氟矽橡膠“結構化”的影響，加工特性得到極大改善，提高了膠料質(zhì)量。
2.1.4 開發(fā)新型偶聯(lián)劑
偶聯(lián)劑很早用於玻璃纖維，在無機材料和有機材料的界麵上起橋梁作用，儘管偶聯(lián)劑在膠粘劑中的用量很少，卻對粘接強度有重要影響?，F(xiàn)階段在氟矽橡膠與金屬粘接中使用的是矽烷偶聯(lián)劑，它能實現(xiàn)氟矽橡膠與無機物或金屬很好的偶聯(lián)，矽烷偶聯(lián)劑分為氨基矽烷、過氧矽烷、疊氮矽烷和重氮矽烷偶聯(lián)劑等，其中尤以過氧矽烷類的乙烯基三特丁基過氧矽烷(VTPS)特性為優(yōu)越，它適用性廣，是一種理想、高效、廣譜的增粘劑，有“萬能增粘劑”之稱。蘇正濤等人報道VTPS是矽橡膠(VMQ或FVMQ)高溫硫化粘接的良好增粘劑，加入VTPS可以提高矽橡膠與金屬粘接的剪切強度，且可耐溶液浸蝕。關靜的實驗表明矽烷偶聯(lián)劑A151和VTPS能在氟矽橡膠FSR與不鏽鋼片間形成橋鍵，起到增粘作用，但A151不夠穩(wěn)定，而VTPS則較好；鄭詩建發(fā)現(xiàn)當氟矽橡膠和VTPS的相對用量為1：1(質(zhì)量比)時膠粘劑的粘接效果優(yōu)良；矽烷偶聯(lián)劑除了VTPS外，其它如甲基三特丁基過氧矽烷(MATS)、乙烯基三乙酰氧基矽烷、KH-550、KH-560等在氟矽橡膠製品中也有一定的應用。
2.1.5 添加劑
2.1.5.1 防老耐熱添加劑
提高氟矽橡膠耐熱特性的主要方法為改變主鏈結構，可加入矽羥基耐熱添加劑等。對於不同的交聯(lián)體係，應使用不同的方法。對於加成型和過氧化物交聯(lián)型膠料，提高耐熱特性比較簡單且經(jīng)濟的方法是加入金屬氧化物，如γ-Fe2O3、SnO2、活性MgO、CaO等，能抑製氟矽橡膠分子鏈側鏈有機官能團(三氟丙基)被氧化，中和氟矽橡膠高溫時因三氟丙基分解可能產(chǎn)生的氫氟酸，起到熱穩(wěn)定作用，因而，使膠料的耐熱特性大幅度提高。蘇正濤、鄭俊萍等人報道SnO2對Fe2O3有協(xié)同效應，添加Fe2O3和SnO2複合氧化物的使用效果要優(yōu)於Fe2O3或SnO2單獨使用。SnO2、Fe2O3和鐵錫氧化物複合物既能防止熱氧化發(fā)生，又能抑製橡膠分子側鏈基團分解，其中，鐵錫氧化物複合物的作用強。蘇正濤等人還研究丁二氧化鈰作為耐熱添加劑可大幅度地提高氟矽橡膠的耐熱特性；鄭俊萍等人討論了過渡金屬氧化物的耐熱作用機製，證明鐵錫複合氧化物具有多種抗氧化機理，從而發(fā)揮出協(xié)同效應，提高膠料的耐熱性。
2.1.5.2 其它添加劑
由於使用氣相法白炭黑補強的氟矽橡膠膠料貯存過程中會變硬，塑性值下降，逐漸失去加工工藝特性。為防止和減弱這種“結構化”傾向，一般的辦法是加入一定量的結構控製劑。結構控製劑通常為含有羥基或硼原子的低分子有機矽化合物，常用的有二苯基矽二醇、甲基苯基二乙氧基矽烷、四甲基亞乙基二氧二甲基矽烷、低分子羥基氟矽油及矽氮烷等。
為解決氟矽橡膠粘度過大問題，常在膠料中加入一定量的增塑劑，常用的是硬脂酸，但由於它不能耐高溫且易與過氧化物作用，所以加入量不能過多。嘗試了加入極少量的硬脂酸作為脫模劑，出模時很少發(fā)生粘?，F(xiàn)象。另外根據(jù)需要，可在不影響使用特性的條件下，向氟矽橡膠中加入一定量的著色劑，如氧化鐵、鎘和鉻的化合物、炭黑等等。
2.2 加工工藝的研究進展
氟矽橡膠的加工過程與一般矽橡膠基本一樣，主要包括混煉、擠出、壓延、粘合、硫化等工藝，可使用普通橡膠加工設備進行加工，加工過程要保持設備的清潔，不能混有其它橡膠、油汙或雜質(zhì)，否則會影響氟矽橡膠的硫化及特性
2.2.1 混煉
氟矽橡膠生膠比較柔軟，具有一定的可塑性?？刹唤?jīng)塑煉而直接使用開煉機或密煉機進行混煉，但由於氟矽純膠比較容易粘輥，很難操作，對配合劑、補強劑的混合技術要求高，導致混煉工藝相當複雜。不過粘輥特性的好壞與橡膠的品級、輥筒的表麵狀態(tài)、操作條件等因素有關，若聚合物的粘-溫係數(shù)大，充分冷卻輥簡便可獲得良好的操作特性。其次，在不影響特性的前題下而通過添加少量的聚二甲基矽氧烷也是有效的。另外，鄭華等人使用在開煉機滾筒前加一刮刀，實行定時兩步混煉的方法，取得了良好的效果。
2.2.2 擠出和壓延
氟矽橡膠膠料可以被擠出製成各種產(chǎn)品，如襯墊材料、管材、絕緣電線及各種密封型材：一般說，氟矽膠料由於粘度比有機橡膠低，應在室溫下進行擠出加工，在擠出過程中，若局部溫度超過50℃，就可能在擠出機內(nèi)發(fā)生焦燒，且氟矽生膠強度比較低，擠出後應瞬間硫化。
氟矽橡膠通常在室溫下進行壓延，但對特殊的膠料，能少許加熱是有益的，可以改善與織物的粘合。壓延氟矽橡膠膠料，可以使用三輥筒或四輥筒的壓延機。壓延製品可以是無補層的氟矽膠實心板材，也可製成氟矽刮膠膠布或層壓膜片。壓延加工的主要優(yōu)點是能夠生產(chǎn)長的、連續(xù)的、具有均勻厚度的板材。
2.2.3 硫化
對於高溫硫化氟矽橡膠膠料，若使用白炭黑作為補強劑，要進行二段硫化，使用炭黑作為填料則不必。一段硫化普遍使用平板加壓硫化，溫度一般在110-170℃(根據(jù)硫化係統(tǒng)的不同選擇不同的硫化溫度)之間，一段硫化時間較短，大多在30min以下，氟矽橡膠二段硫化溫度在電熱鼓風箱中進行，使用逐步升溫的方式，達到200-250℃後保持恒溫，時間在數(shù)小時至數(shù)十小時不等。
對於雙組分室溫硫化氟矽橡膠的硫化是通過加入催化劑來實現(xiàn)，而單組分室溫硫化氟矽橡膠在室溫下，接觸空氣中的濕氣即可硫化，硫化從膠料表麵開始，通過水分的擴散而逐步向內(nèi)硫化。
2.2.4 粘合
與矽橡膠類似，氟矽橡膠的表麵能較低，屬於難粘接的材料，研究表明使用矽烷偶聯(lián)劑能夠較好地實現(xiàn)氟矽橡膠與聚脂織物等材料的粘接，如矽烷偶聯(lián)劑VTPS能夠使氟矽橡膠與金屬間得到很好的粘接特性。氟矽橡膠與金屬粘接前要對金屬表麵進行噴砂、打磨、溶劑清洗等處理，否則將會影響粘接質(zhì)量。
3 結束語
矽橡膠有著其它橡膠無法比擬的耐高低溫、耐燃油、耐溶劑特性，現(xiàn)已廣泛應用於航空、航天、汽車等領域，可在飛機、火箭、導彈、宇宙飛船、石油化工、汽車等行業(yè)中作為燃料油、潤滑油的接觸膠管、墊片、密封圈、燃料箱襯裡，也可用於製造耐腐蝕的衣服、手套以及塗料、膠粘劑等。但氟矽橡膠也存在以下問題：
(1)價格昂貴。氟矽橡膠單體合成相當困難，加上引入含氟基團增大了硫化難度，硫化工藝複雜，使得氟矽橡膠生產(chǎn)成本高。
(2)機械強度太低，補強過程複雜。未經(jīng)補強的氟矽橡膠強度很差，補強後的氟矽橡膠強度也不高，且補強工藝複雜，會對環(huán)境造成一定的汙染。
(3)耐高溫特性仍需加強。氟矽橡膠熱穩(wěn)定性不及甲基矽橡膠，對於高溫硫化氟矽橡膠而言，其長期使用溫度不能超過250℃，室溫硫化膠則更低，這也限製了氟矽橡膠的應用。
近年來我國氟矽橡膠發(fā)展較為迅速，部分氟矽橡膠及製品已達到或超過了國外同類產(chǎn)品，可滿足用戶的需求，反應良好。但由於我國對氟矽橡膠的研究開發(fā)起步較晚，技術上還遠遠落後於幾個發(fā)達國家，諸多特種氟矽橡膠及製品還依賴於進口，這要求相關企業(yè)及研究單位應加大研究力度，在努力完善粘接、補強等理論的同時，還應不斷地研究新配方，開發(fā)出新的產(chǎn)品，開拓新的應用領域，以滿足日益擴大的市場需求；同時隨著石油等資源的日益枯竭，化工原料價格將不斷上漲，加上氟矽橡膠加工比較困難，生產(chǎn)成本比一般矽橡膠高，這也在客觀上刺激了氟矽橡膠配方及加工技術的不斷完善，以期得到更好的特性、更低的成本。