解析氟橡胶异形件用途与特性
2015-11-11
一、氟橡胶异形件用途:
典型应用
氟橡胶异形件密封件,用于发动机的密封时,可在200℃~250℃下长期工作,在300并下短期工作,其工作寿命可与发动机返修寿命相同,达1000~5000飞行小时(时间5~10年);用于化学工业时,可密封无机酸(如140℃下的67%的硫酸、70℃的浓盐酸,并℃下30%的硝酸),有机溶剂(如氯代烃、苯、高芳烃汽油)及其它有机物(如丁二烯、苯乙烯、丙烯、苯酚、275℃下的脂肪酸等);用于深井采油时,可承受149℃和420个大气压的苛刻工作条件;用于过热蒸汽密封件时,可在160~170℃的蒸汽介质中长期工作。在单晶硅的生产中,常用氟橡胶异形件密封件以密封高温(300℃)下的特殊介质—三氯氢硅、四氯化硅、砷化镓、三氯化磷、三氯乙烯以及120℃的盐酸等。
在高真空应用方面,当飞行高度在200~300Km时,气压为133×10-6 Pa(10-6mmHg),氯丁橡胶异形件,丁橡胶异形件、丁基橡胶异形件均可应用;当飞行高度超过643Km时,气压将下降为133×10-7Pa(10-7mmHg)以下,在这种高真空中只有氟橡胶异形件能够应用。一般在高真空或超高真空装置系统使用前,需经过高温烘烤处理,26型、246型氟橡胶异形件能承受200℃~250℃高温老化,因此成为高真空设备及宇宙飞行器中最主要的橡胶异形件材料。
用氟橡胶异形件制造的胶管适用于耐高温、耐油及耐特种介质场合,如用作飞机燃料油、液压油、合成双酯类油、高温热空气、热无机及其它特种介质(如氯化烃及其它氯化物)的输送、导引等。用氟橡胶异形件制成的电线电缆屈挠性好,且有良好的绝缘性。氟橡胶异形件制作的玻璃纤维胶布,能耐300℃的高温和耐化学腐蚀。芳纶布涂氟胶后,可以制作石油化工厂耐高温、耐酸硷类储罐间的连接伸缩管(两端可有金属法兰连接),可承受高压力、高温度和介质腐蚀,并对两罐的变形伸缩起缓冲减震连接作用。尼龙布涂氟胶后制成的胶布密封袋,作为炼油厂的内浮顶贮罐用软密封件,起到密封、减少油液面的挥发损失等作用。
23型、四丙型氟橡胶异形件主要用作耐酸、耐特殊化学品的腐蚀性密封场合。羟基亚硝基氟橡胶异形件主要用作防护制品和密封制品,以溶液形式作为不燃性涂料,应用于防火电子元件及纯氧中工作的部件。其溶液和液体橡胶异形件可用喷涂、浇注等方法制造许多制品,如宇宙服、手套、管带、球等。也可用作玻璃、金属”濑性体、织物的胶粘剂,制造海绵及接触火箭推进剂(N2O4)的垫圈、“O”型圈、胶囊、阀尹畴各类密封件等。
G型系列氟橡胶异形件制作的密封件具有使用VitonA、B、E等氟橡胶异形件无法达到的耐高温蒸汽性、耐甲醇汽油或含高芳香烃汽油的性能;GLT型氟橡胶异形件、氯化磷橡胶异形件、全氟醚橡胶异形件等更具有宽广的使用温度范围,低温柔软性、弹性密封性等。全氟醚橡胶异形件还具有突出的耐介质腐蚀性,在军工尖端技术中得到广泛应用。
用氟橡胶异形件制成的密封剂—腻子,耐燃料油性能突出,可在200℃左右的油中使用,被用作飞机整体油箱的密封材料。用氟橡胶异形件制得的闭孔海绵,具有耐酸、耐油、宽广使用温度范围和良好的绝缘性,可用作火箭燃料、溶剂、液压油、润滑油及油膏的密封和火箭、导弹的减震材料,耐温达204℃,浸渍氟胶乳液的石棉纤维布,可制成石棉胶板,用于耐高温、耐燃烧和耐化学腐蚀性的场合。
重点应用
由于氟橡胶异形件具有耐高温、耐油、耐高真空及耐酸硷、耐多种化学药品的特点,已应用于现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、石油、电讯、仪仪、机械等工业领域。
汽车工业
近年来,随着汽车工业飞速发展,汽车发动机室的温度增高,改性燃料和强腐蚀性发动机燃油的使用日益普遍,氟橡胶异形件比以往更为广泛地用于汽车的密封材料。
为了提高汽车发动机的功率,节约燃料,保证汽车行驶的安全性,新的燃料喷射系统出现。在此系统中,汽车从油箱流入发动机,然后又返回油箱循环流动,汽油与氧混合会产生氢过氧化物。含有引氢过氧化物的汽油称为“酸性汽油”,它能使多种烃类橡胶异形件软化或硬化。而氟橡胶异形件不会因接触酸性汽油而产生劣化变质。
氟橡胶异形件(FPM) 是由含氟单体共聚而成的有机弹性体。
其特点耐温高可达300℃,耐酸碱,耐油性是耐油橡胶异形件中最好的,抗辐射、耐高真空性能好;电绝缘性、机械性能、耐化学腐蚀性、耐臭氧、耐大气老化性均优良。缺点是加工性差,价格昂贵耐寒性差,弹性透气性较低。使用温度范围:-20℃~+200℃。 主要用于国防工业制造飞机、火箭上的耐真空、耐高温、耐化学腐蚀的密封材料、胶管或其他零件及汽车工业。
二、氟橡胶异形件的主要特性:
1、低温性能不好
?氟橡胶异形件低温性能不好,这是由于其本身的化学结构所致。如23-11型的Tg>0℃。实际使用的氟橡胶异形件低温性能通常用脆性温度及压缩耐寒系数来表示。胶料的配方以及产品形状对脆性温度影响都比较大。
2、耐高温性能优异
氟橡胶异形件的耐高温性能和硅橡胶异形件一样,可以说是目前弹性体中最好的。246>26>23?
3、化学稳定性氟橡胶异形件具有高度的化学稳定性, 是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种。26型氟橡胶异形件耐石油基油类、双酯油类、硅醚硅酸油类, 耐无机酸、耐多数的有机溶剂, 但不耐低分子的酮、醚、酯, 不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23类更有独特之处,其耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26型好。
4、耐老化性能好
具有极好的耐天候老化性能, 耐臭氧性能。
5、电性能较好
23型氟橡胶异形件的电性能好,吸湿性比其他弹体低,可作为较好的电绝缘材料。氟橡胶异形件一般只适于低频低压下使用,温度对其电性能影响很大,从24℃升到184℃,其绝缘电阻下降35000倍。
6、真空性能极佳
具有极好的真空性能。
7、机械性能优良
有优良的物理机械性能。在高温下的压缩永久变形大,但若以相同条件比较, 丁腈橡胶异形件和氯丁橡胶异形件均比26型橡胶异形件大。
8、气性小
氟橡胶异形件对气体的溶解度大,但扩散速度却比较小,所以总体表现出来的透气性也小。据报道, 26型氟橡胶异形件在30℃下对于氧、氮、二氧化碳的透气性和丁基橡胶异形件相当, 比氯丁橡胶异形件、天然橡胶异形件好。
9、作为一种合成橡胶异形件,氟橡胶异形件具有卓越的耐化学药品、耐油、耐温性能,长期使用温度达200°C以上。氟橡胶异形件从化学结构上具有高氟含量、强C-F键、无不饱和键等特点,从而具有杰出的耐温性和优异的耐油性。鉴于ASTM D1418中将氟橡胶异形件称为FKM,因此FKM被沿用以代表氟橡胶异形件。根据SAE J200 / ASTM D2000对橡胶异形件的分类,氟橡胶异形件被归为“HK”材料。最初的氟橡胶异形件是六氟丙烯和偏氟乙烯的共聚物,由美国杜邦公司于1957年开发用于航天航空领域的油箱密封、油气密封和液压系统密封。氟橡胶异形件目前已经被广泛应用于工业领域。用作O型圈、U型圈、V型圈、Y型圈、垫片以及其它形式的静密封和动密封。以及燃油和传动系统中的一些其它部件。
10、耐辐射性能较差
氟橡胶异形件的耐辐射性能是弹性体中比较差的一种, 26型橡胶异形件辐射作用后表现为交联效应, 23型则表现为裂解效应。