什么是氟、硅橡膠
時間:2005-08-10
合成橡膠一般可分為通用合成橡膠和特種合成橡膠兩類。通用合成橡膠性能與天然橡膠相似，用于制造一般的橡膠制品，特種合成橡膠具有耐高溫、耐低溫、耐酸堿等優點，多用于特殊環境和高科技領域，如航空、航天、軍事等方面，而其中的佼佼者是氟橡膠和硅橡膠。它們開發應用之初都是為軍工配套，后因性能優異而推廣至民用領域，并迅速深入到國民經濟各部門和人們生產生活的各個環節，使生產過程和人的生活環境得到極大改善，呈現出廣闊的發展前景。
一、氟橡膠
氟橡膠是特種合成彈性體，其主鏈或側鏈上的碳原子上接有電負性極強的氟原子，由于C-F鍵能大（485KJ/mol），且氟原子共價半徑為0.64A，相當于C-C鍵長的一半，因此氟原子可以把C-C主鏈很好地屏蔽起來，保證了C-C鏈的穩定性，使其具有其它橡膠不可比擬的優異性能，如耐油、耐油、耐化學藥品性能，良好的物理機械性能和耐候性、電絕緣性和抗輻射性等，在所有合成橡膠中其綜合性能最佳，俗稱“橡膠王”。主要用于制作耐高溫、耐油、耐介質的橡膠制品，如各種密封件、隔膜、膠管、膠布等，也可用作電線外皮，防腐襯里等。在航空、汽車、石油、化工等領域得到了廣泛的應用。在軍事工業上，氟橡膠主要用于航天、航空及運載火箭、衛星、戰斗機、新型坦克的密封件、油管和電氣線路護套等方面，是國防尖端工業中無法替代的關鍵材料。
1．氟橡膠的主要性能及應用
從主鏈結構上看，氟橡膠可以分為三種基本類型：即氟碳橡膠、氟硅橡膠、氟化磷腈橡膠。其中以氟碳橡膠為主，而其中又以偏氟乙烯與三氟氯乙烯共聚（1#膠）、偏氟乙烯和六氟丙烯共聚（2#膠）、偏氟乙烯和六氟丙烯及四氟乙烯三元共聚（3#膠）為主。
（1） 1#氟橡膠
具有良好的物理機械性能及化學穩定性，能在200℃之下長期使用，250℃之下短期使用；脆點為-20℃~ -40℃；優良的耐介質性能，對有機溶劑、無機酸、氧化劑作用的穩定性優良，尤其耐酸性優異；有極好的耐氣候、耐臭氧性能，在大氣中暴露數年后，物理機械性能變化甚微，對微生物的作用亦較穩定。1#氟橡膠目前國內僅晨光院生產。主要用于制備耐熱、耐油、耐酸的橡膠制品。如密封件、膠管、膠墊、膠布、膠帶、簿膜、油箱和浸漬制品等也可用作導線的外護套及設備防腐襯里等，廣泛應用于航空工業、石油工業、汽車工業、化學工業等領域。
（2） 2#氟橡膠
2#氟橡膠是用量最大的氟橡膠品種。具有良好的貯存穩定性、電絕緣性和抗輻射性；優良的耐油、耐介質性；極好的真空性能，可滿足特殊場合的需要；耐熱性好，通常可在250℃下長期使用，300℃下短期使用。
26型氟橡膠主要用于耐熱、耐油、耐酸的橡膠制品制備。如密封件、膠管、膠墊等。產品可在250℃下長期使用，300℃下短期使用，它耐油性優于其它品種氟橡膠，可用于需耐油的場合的部件。舉例如下：
l 用作“○”形圈，V型密封圈，帶金屬骨架的油封皮碗、閥門密封墊等。這些密封材料可在200～250℃溫度下長期工作和300℃短期工作。
l 在石油工業中：F26膠密封件被用在鉆井機械煉油設備、天然氣脫硫裝置上，可同時承受高溫、高壓、油類和強腐蝕介質等苛刻條件中使用。
l 在化學工業中：F26密封件被用在泵、管接頭、設備容器之中，以密封無機酸、有機物等化學物質。
l 在建筑材料制造方面：F26可作水泥單倉泵密封膠圈，比天然橡膠做的密封圈使用壽命延長了10倍左右。
（3） 3#氟橡膠
具有突出的耐高溫性能、耐油、特別是耐雙酯油類、耐化學藥品以及良好的物理機械性能、滿意的介電性能、不燃性、耐候性及優異的真空性能、耐輻射性；通常可在275℃下長期使用，在320℃下短期使用；耐油、耐酸性優于1#膠；耐氣候、耐臭氧、耐輻射性、透氣性及電性能和耐燃性能與2#膠相近。廣泛地應用于宇航、汽車、機械、石油化工等領域。例如用作飛機的液壓系統和潤滑系統的動靜密封材料；用作油田的密封材料，油田用的電纜輸油管道以及鉆井設備上；化工行業用作設備、管道柔性連接、泵等的襯里或作耐腐蝕的密封材料，制成管道，用以輸送或有機溶劑或其他有腐蝕性的介質等等。
二、硅橡膠
有機硅材料主要由硅油、硅橡膠、硅樹脂和硅烷偶聯劑四大類構成，硅橡膠（簡稱硅橡膠）是有機硅產品中產量最大、應用最為廣泛的一大類產品。其主要組成是高摩爾質量的線型聚硅氧烷。由于Si-O-Si鍵是其構成的基本鍵型，硅原子主要連接甲基，側鏈上引入極少量的不飽和基團，分子間作用力小，分子呈螺旋狀結構，甲基朝外排列并可自由旋轉，因此硅橡膠硫化后具有優異的耐高、低溫，耐候、憎水、電氣絕緣性、生理惰性等特點，在國防軍工、醫療衛生、工農業生產及人們的日常生活中獲得了廣泛應用。
1．硅橡膠的主要性能及應用
硅橡膠按其硫化溫度，可分為高溫（加熱）硫化型及和室溫硫化型兩大類，高溫膠主要用于制造各種硅橡膠制品，而室溫膠則主要是作為粘接劑、灌封材料或模具使用。
（1）熱硫化硅橡膠（HTV）
熱硫化硅橡膠（HTV）是有機硅產品中最重要的一類，甲基乙烯基硅橡膠（VMQ）是HTV中最主要的品種，俗稱高溫膠。
甲基乙烯基硅橡膠（生膠）是無色、無臭、無毒、無機械雜質的膠狀物，生膠按需要加入適當的補強劑、結構控制劑、硫化劑等助劑一起混煉，然后升溫模壓成型或擠出成型，再經二段硫化做成各種制品。其制品具有優良的電絕緣性，抗電弧、電暈、電火花能力強，防水、防潮、抗沖擊力、抗震性好，具有生理惰性，透氣性等性能。
主要用于航空、儀表、電子電器、航海、冶金、機械、汽車、醫療衛生等部門，可做各種形狀的密封圈、墊片、管、電纜，也可做人體器官、血管、透氣膜以及橡膠模具，精密鑄造的脫模劑等。
（2）室溫硫化硅橡膠（RTV）
室溫硫化硅橡膠一般包括縮合型和加成型兩大類。
加成型室溫膠是以具有乙烯基的線性聚硅氧烷為基礎膠，以含氫硅氧烷為交聯劑，在催化劑存在下于室溫至中溫下發生交聯反應而成為彈性體。它具有良好的耐熱性、憎水性、電絕緣性，同時由于活性端基的引入，使其具有優異的物理機械性能，尤其是在抗張強度、相對伸長和撕裂強度上有了明顯的提高。它適用于多種硫化方法，如輻射硫化、過氧化物硫化及加成型硫化，廣泛用于耐熱、防潮、電絕緣、高強度硅橡膠制品等方面。
縮合型室溫硫化硅橡膠是以硅羥基與其他活性物質之間的縮合反應為特征，于室溫下即可交聯成為彈性體的硅橡膠，產品分為單組份包裝和雙組份包裝兩種形式。單組分室溫硫化硅橡膠（簡稱RTV-1膠）是縮合型液體硅橡膠中主要產品之一。通常由基礎聚合物、交聯劑、催化劑、填料及添加劑等配制而成。產品包裝在密封軟管中，使用時擠出，接觸空氣后能自行硫化成彈性體，使用極為方便。硫化膠能在（–60～+200℃）溫度范圍長期使用，具有優良的電氣絕緣性能和化學穩定性，能耐水，耐臭氧，耐氣候老化，對多種金屬和非金屬材料有良好的粘接性。主要用作各種電子元器件及電氣設備的涂復，包封材料起絕緣，防潮，防震作用；作為半導體器件的表面保護材料；也可作為密封填隙料及彈性粘接劑等。
雙組分室溫硫化硅橡膠（簡稱RTV-2膠）使用上沒有RTV-1膠方便，但其組分比例富于變化，一個品種可以得到多種規格性能的硫化制品，而且還能深度硫化，因而被廣泛用于電子電器、汽車、機械、建筑、紡織、化工、輕工、印刷等行業作絕緣、封裝、嵌縫、密封、防潮、抗震及制作輥筒的材料。此外，由于RTV-2具有優異的脫模性，因而作為軟模材料大量用于文物、工藝品、玩具、電子電器、機械零件等的復制與制造。
有機硅密封膠的典型應用場合之一是玻璃幕墻。將玻璃與鋁合金框架用有機硅結構膠粘接作為外墻材料，伸縮縫則用有機硅耐候膠做防水密封。其他方面的應用還包括用于鋁合金門窗和塑鋼門窗的周邊密封，玻璃安裝及移動槽的拼縫、鉚釘及固定螺絲的密封：廚房、浴室、洗手間的衛生潔具及臺面、墻體、家具之間的防水密封；水族館、天棚、金屬頂蓋、櫥窗、柜臺、護墻板、彩鋼板的密封；用于高等級公路板塊間的防水嵌縫密封等。
RTV除了建筑用密封膠以外，還包括用于航空航天、核電站、電子、機械、汽車等行業的密封材料，用于電子元器件灌封的有機硅灌封材料，用作軟模材料的有機硅模具膠等。這些品種的需求量相對較少，全但在很多場合卻是不可少的。
