氟橡胶的并用研究与应用

氟橡胶的并用研究与应用

缪波

（徐州工业职业技术学院江苏徐州830207107）

摘要：尽管氟橡胶具有许多优异的性能,但是也存在模压流动性差、易压缩变形、生胶加工工艺性能和硫化胶的物理性能不好协调等不足，为了提高氟橡胶及制品的性能，国内外对氟橡胶的改性和加工进行了大量的研究工作。目前，氟橡胶的改性主要有两个方向：一是通过主链改性，如氟醚橡胶、氟硅橡胶的开发，将醚键引入氟橡胶主链，增大了分子的柔性，使其低温性能大大改善的同时保留了氟橡胶原有的特点，但由于开发生产成本过高，极大地限制了其推广和应用；二是橡胶并用，将氟橡胶与一些通用橡胶、特种橡胶并用，以便获得性能更加优异，成本更低的材料。该文为有关氟橡胶与其他聚合物，诸如丙烯酸酯橡胶、硅橡胶、乙丙橡胶及丁腈橡胶、聚偏氟乙烯、异戊橡胶并用以制备性能合适、价格低廉的工业用胶的文献综述。

关键词：橡胶并用；氟橡胶；丙烯酸酯橡胶；硅橡胶；乙丙橡胶

Fluorine rubber with research and application

Miao Bo

(XuzhouCollege of Industry Technology ，Jiangsu Xuzhou ，

830207107)

Abstract :Although fluorine rubber has many excellent performance, but there are also moulded poor liquidity, easy compression deformation, raw rubber vulcanizates processing process

performance and the physical properties of the bad coordination is insufficient, in order to improve the performance of fluorine rubber and products at home and abroad, the modification of fluorine rubber and processing done a lot of research work. At present, fluorine rubber modified has two main direction:①is through the

modification, such as main chain fluorine ether rubber, fluorine of silicone rubber development, will ether key introduction fluorubber main chain, increased molecular flexible, make its low temperature performance greatly improved while retaining the original fluorine rubber characteristics, but due to development and production cost is exorbitant, greatly limits its promotion and applications. ②it is rubber, fluorine rubber and with some general rubber, special rubber and, in order to get more excellent performance, lower-cost materials. This paper is concerned with other fluorine rubber polymer, such as acm rubber, silicon rubber, ethylene-propylene rubber and buna n,

PVDF, isoprene rubber and used to preparation performance fit, low prices of industrial use glue literature review.

Keywords :rubber with, Fluorine rubber; Acm rubber, Silicone rubber; Ethylene-propylene rubber.

目录

摘要：................................................................................................. 1ABSTRACT:...................................................................................... 2前

第一章言........................................................................................... 5同类氟橡胶之间的并用................................................. 5

1、同类氟橡胶之间的并用研究.................................................... 5

第二章与其他橡胶并用研究..................................................... 6

2、与其他橡胶并用研究................................................................ 6

2.1与丙烯酸酯橡胶并用的研究................................................ 6

2.2与丁腈橡胶并用研究.......................................................... 13

2.3与硅橡胶并用研究.............................................................. 15

2.4与乙丙橡胶并用研究.......................................................... 17

2.5与氯醚橡胶并用研究.......................................................... 20

2.6与聚偏氟乙烯并用研究...................................................... 21

2.7与异戊橡胶并用研究.......................................................... 22结束语............................................................................................... 23参考文献........................................................................................... 24致谢................................................................................................... 27

前言

自二次世界大战后，由于超音速飞机对飞机橡胶零件提出了在高温下耐温耐油的要求，促进了耐高温、耐油的含氟橡胶的研究和开发，美国杜邦公司于1956年最先试产氟橡胶，其后美国3M公司也于1957年投入生产，前苏联约在1959年也生产了氟橡胶，接着意大利也试生产含氟橡胶。日本于60年代末由大金公司最先生产含氟橡胶，我国于60年代初期开始研制氟橡胶，至1967年开始生产F23型(简称1号胶)和F26型(简称2号胶)氟橡胶,但是由于我国氟橡胶的应用配方落后、胶种和应用胶种落后、供货方式落后、加工方法和设施落后等因素影响，导致我国的氟橡胶产业和国外还有很大差距。

氟橡胶自1956年由美国杜邦公司所开发，1958年建成规模生产之后，它的发展特别迅速：在六十年代中后期，氟橡胶每年以20%～30%速度增长；七十年代保持1O％的增长速度；八十年代仍保持7%～8％的增长速度，而且这种趋势可望继续保持下去。据报道，美国50%的氟橡胶用于密封制品；日本的应用比例更大，资料介绍已达80％。随着我国汽车、航空航天、炼油等行业的快速发展，目前国内氟橡胶的需求量呈现出快速增长趋势。资料显示，自2O世纪9O年代中期以来，国内氟橡胶消费量年均增长速度高达31.6％；进入21世纪之后，个别年份年消费增长速度更是将近5O％。2001年国内氟橡胶的消费量约为1500吨，但今年需求量估汁将达到6500吨，2010年国内氟橡胶的市场容量预

计将上升到10000吨左右。但与迅速增长的消费量相比，国内氟橡胶的生产能力目前远不能满足国内市场需求，以至于许多领域不得不依靠从国外进口。

氟橡胶是一种特种合成弹性体，其主链或侧链上的碳原子上接有电负性极强的氟原子，由于C—F键能大(每摩尔485kJ)，且氟原子共价半径为0.064nm，相当于C—C键长的一半，因此氟原子可以把C—C主链很好地屏蔽起来，保证了C—C链的稳定性，使其具有其他橡胶不可比拟的优异性能，如耐高温、耐油、耐化学药品性能【1~2】，良好的物理机械性能和耐候性、电绝缘性和抗辐射性等，在所有合成橡胶中其综合性能最佳，俗称“橡胶王”。主要用于制作耐高温、耐油、耐介质的橡胶制品，如各种密封件、隔膜、胶管、胶布等，也可用作电线外皮，防腐衬里等。在航空、汽车、石油化工等领域得到了广泛的应用。在军事工业上，氟橡胶主要用于航天、航空及运载火箭、卫星、战斗机、新型坦克的密封件、油管和电气线路护套等方而，是国防尖端工业中无法替代的关键材料【3~5】。

目前有两个主要的原因迫使人们从事氟橡胶与其他聚合物的并用：其一是氟橡胶价格昂贵，另一原因是氟橡胶的耐寒性能差。此外，并用也能改进胶料的工艺性能，掺用的组分不仅可以是不含氟的橡胶(如丙烯酸酯橡胶、硅橡胶等)，而且可以是与主体氟橡胶结构不同的氟聚合物。下面，我将以氟橡胶和不同聚合物并用为论述点，充分、详细的阐述并用橡胶的各个性能特点。

第一章同类氟橡胶之间的并用

1、同类氟橡胶之间的并用研究

由于同类的橡胶拥有着类似的分子结构，所以无论在相容性还是共硫化方面都很容易实现，因此选择不同牌号的氟橡胶(如2601和2605)进行并用，可以降低部分氟橡胶胶料的硬度、拉伸强度，提高拉断伸长率，从而改善氟橡胶的加工性能，使胶料更容易挤出，且不影响单一橡胶胶种的性能。例如：

（1）为了解决氟橡胶的流动性，经过研究采用两种方法：一是将高分子量(20万)和低分子量(10万)氟橡胶并用，二是生产宽分子量分布的氟橡胶，目前以后一种方法为主。

（2）为了改善氟橡胶的耐低温性能，我们可以将氟橡胶和氟醚橡胶并用！并用后的氟橡胶脆性温度可以达到-45C！这个温度完全适合于火箭密封件的制造，价格方面大大低于氟醚橡胶的价格，节约了火箭的制造成本，可以说为中国的火箭事业做出了重大贡献。

（3）再者例如如何制作既耐含胺添加物又耐烷烃油的橡胶呢？通过查资料我们不难得知耐含胺添加物的氟类橡胶有四氟乙烯-丙烯共聚物的橡胶，但是它却不耐烷烃油。而耐烷烃油的氟类橡胶我们找到了偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的橡胶，但其对含胺添加剂的烷烃油不稳定，介于两者的性能以及制作要求，我们采取将两者并用的技术手法，成功的解决了上述问题，制的了

O

既耐含胺添加物又耐烷烃油的橡胶。再一次的证明了不同组成的氟橡胶并用的重要性。

第二章

2．与其他橡胶并用研究与其他橡胶并用研究

2.1与丙烯酸酯橡胶并用的研究

聚合物共混是取代合成具有多种特性的新型聚合物漫长过程的重要方法。将具有适当化学性质，某些性能，如溶解度参数和亲台性等相似的聚合物共混可以获得具有特殊综合性能的材料。共混体中的组分聚合物由于存在热障及结构上的差异。所以一般是不相容的。直到最近，相容聚合物共混体才被当成聚合物共混体或聚合物合金领域的特殊情况。相容共混体具有特定的热力学性能，也正是这种特殊的热力学性能改变了共混体的物理机械性能。在过去的几十年里，对几种相容共混体已进行了研究，Krausr对此作了详细的评述。Roland等人对橡胶一橡胶共混体已进行了全面的综述，介绍了很少的几种相容共混体。Walsh等人深入研究了聚氯乙烯与聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯的相容性。这些研究【21】结果促使我们对氟橡胶(FKM)(其中的一个组分是偏氟乙烯)与丙烯酸酯橡胶的(ACM)相容性进行研究，以制备新型橡胶胶料。

迄今为止，关于氟橡胶(FKM)与丙烯酸酯橡胶(ACM)的并用体系研究一直是氟橡胶并用研究开发的热点。氟橡胶(FKM)的性能，包括力学性能、压缩永久变形、耐热和耐化学药品性明显比烃类橡胶的高。然而，与氟橡胶这些高性能相伴的还有其高昂的成本，

从而使得氟橡胶的应用受到限制。这是由于其单体成本以及台成时工序成本较高的缘散。结果，橡胶用户只好在性能和价格完全不同的两种弹性体即氟弹性体和烃类弹性体间进行选泽。而丙烯酸酯橡胶的价格比氟橡胶便宜，但在高温下不耐烃类油，却耐含胺添加剂的油类，同时，由于丙烯酸酯橡胶极性高，主链由饱和烃组成，因此具有较好的耐热、耐老化性能，且在极低的温度下仍能工作。氟橡胶与丙烯酸酯橡胶是热力学上相容的，即它们在一定比例上是互溶的。红外光谱及核磁共振分析结果表明：丙烯酸酯橡胶的羧基与氟橡胶作用生成氢键。差热分析及动态热分析表明：共混胶只有一个玻璃化温度。丙烯酸酯橡胶与氟橡胶并用可用于制造一些耐油、耐高温可在某些场合取代氟橡胶使用的低成本制品。今年来改善FKM/ACM并用胶性能的主要方法有：

（1）四氟乙烯—丙烯共聚物与乙烯—甲基丙烯酸酯共聚物

[29：71(质量份)]并用的共硫化胶耐碱性能好，低温性能也有改善。

（2）过氧化物硫化的氟橡胶与丙烯酸酯橡胶的并用胶具有低的压缩永久变形，并能明显地改善在机油中的性能。所得橡胶可用于生产在高温下耐油、耐化学试剂及耐蒸汽介质的胶圈、软管及密封件，可广泛用于汽车、航空发动机及其他方面。增加丙烯酸酯橡胶在并用胶中的含量有利于改善在含胺的油中的稳定性，但耐热性能降低。不含双键的丙烯酸酯橡胶与部分脱氟化氢的氟橡胶能有效共硫化。

（3）在氟橡胶(FKM)的丙酮溶液中，采用原位聚合法制备丙烯酸酯橡胶(ACM)，研究原位聚合ACM／FKM并用胶的性能。结果表明，原位聚合ACM／FKM并用胶中，ACM与FKM相容性较好；与ACM 相比，ACM／FKM并用胶的物理性能和热稳定性明显提高。

（4）在80份(质量份、下同)氟橡胶(FKM)中，加入丙烯酸酯橡胶(ACM)20，N，N-双肉桂亚基—1，6一己二胺3，MgO15，防老剂4452，石蜡0．5～1．5，改性聚乙烯2，高耐磨炉黑10～40，可制备低成本、适用于高温条件下使用的耐油、耐高温的FKM／ACM 共混物。实验结果表明，该共混物综合力学性能较好。动态粘弹谱仪和扫描电镜结果显示FKM／ACM共混物具有较好的相容性。FKM ／ACM共混物的Tgσ—T谱图上只出现一个峰值，其对应的玻璃化转变温度为9.9C。

（5）采用双螺杆挤出机，通过熔融共混法制备了氟橡胶(FKM)／环氧丙烯酸酯橡胶(EACM)共混物。用透射电镜和动态机械热分析仪研究了FKM／EACM共混物的形态、热力学性能和动态机械性能。探讨了共混比对其力学性能的影响。透射电镜研究结果显示，FKM／EACM共混物在共混比范围内呈现出完美的两相连续结构形态，共混体系的相畴尺寸随着EACM用量的不同而改变,而当FKM/EACM(质量比)为80／20时，EACM在FKM的基质中形成最完善的网络结构；同时两相产生了协同效应，FKM／EACM共混物的拉伸强度和撕裂强度达到最大值。

（6）采用DiakNo．1硫化剂和苯甲酸胺作为共硫化体系对

O

氟橡胶(FKM)与丙烯酸酯橡胶(ACM)进行共混硫化，并研究FKM／ACM并用胶硫化特性，探讨FKM和ACM不同配比对力学性能、压缩永久变形、热稳定性和耐老化性能的影响。实验结果表明丙烯酸酯橡胶具有较低的拉伸强度，撕裂强度和硬度断裂伸长率高，氟橡胶有较高的拉伸强度，撕裂强度和硬度，断裂伸长率低。并用比30／70，50／50，70／30的FKM／ACM并用胶力学性能介于ACM和FKM两者之间而没有劣化。并用比为70／30的FKM／ACM并用胶在二段硫化和热空气老化后，拉伸强度、撕裂强度、硬度均有所上升，压缩永久变形有所下降，表现出较好的综合性能。红外光谱分析表明，FKM／ACM并用胶包含ACM和FKM主要特征峰，由于ACM和FKM之间共硫化的化学键的存在及两者间产生的相互作用，并用胶吸收峰变宽，峰位置发生偏移。热重分析结果表明，并用比为70／30的FKM／ACM并用胶有很好的热稳定性，分解失重主要发生在400～500C之间。FKM／ACM(70／30)并用胶在热油中的体积膨胀率虽比不上纯FKM，但也还比较理想。

（7）以ACM和FKM为主要原料研究耐热性和耐油性的材料，对其合成所采用的配合剂(如填充剂、加工助剂、防老剂、吸酸剂和硫化促进剂)、二段硫化条件及硫化条件对样品的性能(如耐热性、耐油性和压缩永久变形)进行了探讨，实验结果显示：①ACM／FKM并用胶在175C耐热性比ACM优良，近似于FKM的耐热性。②ACM／FKM并用胶压缩时间越长，性能越好。③ACM／FKM并用胶的耐油性近似于ACM的耐油性。

o O

2.2与丁腈橡胶并用研究

氟橡胶与丁腈(NBR)橡胶并用是专家们非常关注的问题。从1937年丁腈橡胶问世之后，丁腈橡胶的加工技术得到迅速发展，使丁腈橡胶加工水平得到很大提高。尽管如此，丁腈胶的耐温水平仍然没根本突破。这种并用胶的耐寒性优于氟橡胶，而耐热性及抗腐蚀介质性能则低于氟橡胶。由100份丁腈橡胶与25份SKF-26氟橡胶组成的橡胶在150C下有较高的耐热性，且在苯—甲苯中的溶胀度小于单一的丁腈橡胶；耐寒性保持在一50C 的水平。若增加氟橡胶在胶料中的含量，则硫化胶的耐寒性急剧下降。丁腈橡胶也是一种常用的耐油橡胶，使用温度为120C，化学稳定性良好，价格远低于氟橡胶。氟橡胶和丁腈橡胶并用可以大幅度降低产品的价格，改善氟橡胶的加工性能，制得低硬度的氟橡胶产品，提高氟橡胶的耐疲劳性能，并在耐热性和耐化学介质性方面处于中间状态。改善FKM/NBR的最新方法有以下一种：

（1）将氟橡胶与丁腈橡胶共混并使用二胺硫化剂作体系的共交联剂，研制了一种综合性能优异的新型混炼胶。结果表明：所制备的胶料拉伸强度、拉断伸长率、邵尔A硬度、耐油性、耐高温性等与纯FKM胶料的接近，而耐低温性和机械加工性能优于FKM，可在一30C～200C条件下长期使用，还可部分替代氟橡胶；材料成本比国内同类产品约低lO%～2O%，比进口氟橡胶约低4O%。

（2）在六氟异亚丙基二酚(BAF)硫化体系和硫黄硫化体系的交联作用下,采用熔融共混法制备了氟橡胶(FKM) /丁腈橡胶

O O O O o

(NBR)共混物,研究了共混物的硫化特性,考察了两组分不同配比对共混物的相态结构、物理机械性能和动态力学性能的影响。结果表明,BAF 硫化体系和硫黄硫化体系可使FKM与NBR形成各自独立的交联体系；当FKM/NBR(质量比)为80/20时,共混体系具有最完善的两相共连续形态,共混物的拉伸强度和撕裂强度达到最大值,且只存在1个玻璃化转变温度,其值低于纯FKM,改善了耐低温性能。

（3）采用DCP／TAIC作为并用胶的共硫化体系能获得综合性能优良，价格适中的EPM／NBR并用胶【6】。另外，通过对并用胶的微观相态研究发现，选用超高丙烯腈含量(丙烯腈含量48％)、门尼粘度较高的丁腈橡胶与门尼粘度较低的氟橡胶共混，得到的共混物是非均相混合体系。假如氟橡胶成连续相，则丁腈橡胶可通过共混改性使耐热性得到明显改善，即使氟橡胶不形成连续相，丁腈橡胶也被其保护而使耐热性得以改善。通过电镜观察共混物的结构形态可以看出，EPM／NBR共混物的配比为50／50时，两者的海相和岛相难以区分。只有当EPM的体积分数超过6O份时，氟橡胶才能形成连续相。为了降低成本，应尽可能减少氟橡胶的配比，而又能形成氟橡胶连续相，通常可采用在共混物中添加增容剂的方法来解决。结果表明，在共混体系中，使用乙烯基丙烯酸酯弹性体Vamac作增容剂，可改善丁腈橡胶与氟橡胶的相容性，效果较好。同时为了改善两种胶的分散效果，可添加分散剂EAR(乙烯—甲基丙烯酸酯共聚物)，该共聚物同时也改善EPM／

NBR并用胶的耐老化性质。EPM／NBR并用胶的拉伸性能变化(下降)率随氟橡胶含量的增加而降低；当EPM／NBR中含有EAR时，下降率随氟橡胶增量显著减小。

2.3与硅橡胶并用研究

硅橡胶(Q)是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性体，由于其分子结构的关系如分子主链的Si—O键键能比一般橡胶分子主链的C—C键键能高得多等原因，与一般橡胶相比，硅橡胶具有优异的耐热性、弹性、耐寒性，优良的脱模性、电气性、透气性、导热性、防水性及良好的温度稳定性。将硅橡胶与氟橡胶并用，可获得兼具两种橡胶特性的并用胶【7~8】。

早期的研究表明：氟橡胶与硅橡胶并用可以兼有改善耐寒性和耐油性的作用。所用氟橡胶为偏氟乙烯—六氟丙烯的含碘共聚物。氟橡胶与硅橡胶的并用比例为90：10，橡胶在异辛烷—甲苯(1：1；燃料油C)中的溶胀度为18％(体积份)、脆性温度一27C，而当两种生胶并用比例为58：42时，相应的性能指标为约50％、一48C。众所周知，此种氟橡胶硫化胶的脆性温度约为一20C，在该种溶剂中的溶胀度约为10％～15％。必须指出：氟橡胶与氟硅橡胶并用时，溶胀度实际上不增加，因为氟硅橡胶与硅橡胶不一样它更耐油，但此时耐寒性改善甚微。

Ghosh等【9~11】o o o 研究了FKM／硅橡胶并用胶的物理机械性能、相容性和硫化特性。日本合成橡胶公司开发的JSRJE—NIXF系列氟

橡胶／硅橡胶并用胶【12~13】具有优良的耐热性、耐寒性、耐油性、耐水性和耐蒸汽性。以下是改善FKM/Q并用胶的一些方法：

（1）不同的共混工艺对氟橡胶／硅橡胶并用胶的硫化特性、力学性能、耐热油性能、耐热老化性能以及动态力学性能的影响。实验结果表明：双硫化体系的2#试样硫化速度快，硫化平坦性好，硫化胶的拉伸强度达到10MPa；硅橡胶动态预硫化后再并用，其力学性能较差；三种并用胶的DMA曲线在一40C和0C附近分别显示硅橡胶和氟橡胶的阻尼峰，三者的tanσ相差不大，不同制备方法对氟橡胶和硅橡胶的相容性有一定影响。

（2）通过高温力化学接枝法制备硅橡胶接枝甲基丙烯酸一2，2，2一三氟乙酯(MVQ—g—TFE—MA)，作为氟橡胶／硅橡胶共混胶的增容剂。研究增容剂用量对氟橡胶／硅橡胶共混胶的力学性能、耐油性能和低温性能的影响，采用DMA研究共混胶中氟橡胶和硅橡胶的相容性。结果表明，添加的MVQ—g—TFE—MA的质量分数为4.6%时，共混胶具有良好的力学性能。随着增容剂的质量分数从0增至l1.5%，共混胶的耐油性能提高，脆性温度从一36.8C 下降至—48.3C 。DMA分析表明，增容剂MVQ—g—TFE—MA改善了共混胶中氟橡胶和硅橡胶的相容性。

（2）介电性能研究表明，硅橡胶和以四氟乙烯/丙烯/1，1二氟乙烯三元共聚物为基料的氟橡胶的共混胶中，两相是不溶混的。随着氟橡胶相在共混胶组成物中含量的增加，介电损耗因子在任何温度下都会增加。氟橡胶中1，1二氟乙烯链段的松弛活化

o o o o

能受组成物中硅橡胶的影响，硅橡胶的含量越高，氟橡胶中含氟链段的活化能越高。共混胶中的界面极化与氟橡胶分散在硅橡胶基质中的含量多少有关，氟橡胶分散性越好，极化度越高。当共混胶中的硅橡胶与氟橡胶之比为75/25时，共混胶的介电常数比纯硅橡胶的高，同时亦提高了1，1二氟乙烯链段自由旋转的能障，导致最大的偶极松弛活化能产生。

（3）通过机械共混法制备了氟橡胶(FKM)／甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)弹性体，研究了二者的质量比对共混弹性体力学性能、耐油性能和动态力学性能的影响。结果表明，当FKM／MVQ(质量比，下同)为80／20时，共混弹性体具有较好的综合力学性能。随着FKM所占比例的增加，共混弹性体的耐油性能提高。当振动频率为1Hz时，共混弹性体中MVQ相的玻璃化转变温度(Tg)比MVQ的Tg提高了约5.0C ，而FKM相的Tg改变不大；当FKM／MVQ为60／40时，随着振动频率由1Hz增大到5OHz，FKM相的Tg升高了l2.9C而MVQ相的Tg变化不大。

2.4与乙丙橡胶并用研究

三元乙丙橡胶(EPDM)为乙烯、丙烯及少量非共轭双烯类烯烃的三元共聚物，具有优异的耐低温、耐天候老化、耐臭氧、耐化学介质、耐水及良好的电绝缘等性能，广泛应用于汽车、电线电缆、建筑与防水材料以及工业橡胶制品等领域【14】O O 。

氟橡胶与乙丙橡胶(EPDM)并用可以提高材料的弹性、耐低温

性和降低成本。研究表明，选用过氧化二异丙苯／三烯丙基异氰脲酸酯(DCP／TAIC)共硫化体系的二元乙丙橡胶与四丙氟橡胶的共混胶性能很好，能改善四丙氟橡胶的低温性能，并能降低产品的价格。由于EPDM是一种性能优良的通用橡胶，具有极高的化学稳定性、耐热、耐候、耐臭氧、耐水、耐水蒸汽、耐化学品等许多优良性能，因此相对于四丙氟橡胶来讲，它的典型特点是耐极性介质性能较好，低温性能优越。四丙氟橡胶相当于乙烯分子的氟取代物与丙烯的共聚物，因此，两种橡胶在组成结构上的相似，为两者的并用提供了相容性基础。通过将EPDM与FPM共混，理论上可以在保证FPM优良耐腐蚀性能的同时，提高材料的耐低温性与弹性，改善加工工艺性能并降低材料成本。据国外资料报道，某些领域可指望这种并用胶发挥一些特殊优点：

①改善了氟橡胶的耐蒸汽性能。

②在温度高于150C的条件下，有微到中等的耐油性。③改善了氟橡胶的耐低温性能。

④改善了耐综合条件的性能。这种综合条件对两种生胶本身来说都可能是难以胜任的。

乙丙橡胶与氟橡胶不同的是它的玻璃化温度要低得多。氟橡胶与乙丙橡胶并用可制得比氟橡胶好的耐低温橡胶，但此时橡胶耐烃类燃料的性能明显下降，耐烃类油的性能则降低不多。而乙丙橡胶低温性能好，耐水蒸汽、耐热水及耐碱。因此，在氟橡胶与乙丙橡胶并用时可选择各自的优缺点互补之。氟橡胶是偏氟乙

O

烯—六氟丙烯共聚物，具有高极性，而乙丙橡胶为非极性橡胶。故氟橡胶与乙丙橡胶是热力学非共容的。因此其并用胶料的结构为有明显的相界面粒状结构。FKM/EPDM并用胶的研究包括以下几个方面：

（1）不同并用比(质量比)时氟橡胶(FKM)／三元乙丙橡胶(EPDM)并用胶动态硫化和静态硫化后的低温性能、物理机械性能、耐老化性能和热稳定性，并用扫描电子显微镜表征了并用胶。结果表明，当并用比为30／7O时，并用胶有较好的相容性；EPDM可以改善FKM的低温性能；随着EPDM用量的增加，并用胶的拉伸强度及邵尔A硬度降低；动态硫化FKM／EPDM并用胶比静态硫化FKM／EPDM并用胶具有更好的耐老化性能，但老化前前者的拉仲强度稍低于后者；FKM／EPDM并用胶的热稳定性优于纯EPDM；静态硫化FKM／EPDM并用胶中片层现象严重，动态硫化FKM／EPDM并用胶的EPDM包覆在FKM中，但相畴偏大。

（2）采用热分析技术考察了氟橡胶及氟橡胶(FPM)／改性乙丙橡胶(MEPDM)并用胶在氮气中的热稳定性，通过微分法与积分法两种动力学方法计算出了FPM及FPM／MEPDM并用胶的热分解活化能E和指前因子A．结果表明，并用胶的热分解温度稍高于纯的氟橡胶，但热分解活化能略低于氟橡胶，FPM、FPM／MEPDM(5％)和FPM／MEPDM(10％)的热分解活化能分别为251.74、244.98和219．60kJ·mol；热分解反应级数n均为0．95．随着失重百分率的增大，热分解活化能增大。

（3）以甲基丙烯酸甲酯和含氟丙烯酸酯为接枝单体制备了改性三元乙丙橡胶(MEPDM) 和氟橡胶(FPM) /MEPDM反应型并用胶。利用全反射傅立叶变换红外光谱仪(ATR2FT2IR)、橡胶硫化分析仪(ODR)、动态热机械分析(DMA) 和扫描电镜(SEM) 等研究了FPM/MEPDM 并用胶的结构与性能,同时考察了材料老化前后的力学性能。结果表明,改性单体的接枝率为28.03%，接枝效率为58.54%；并用胶可以实现共硫化,硫化胶界面结合紧密；硫化胶的综合性能随着FPM用量的增大而提高,且老化后力学性能有所改善,含氟官能团向材料表面迁移。

2.5与氯醚橡胶并用研究

氯醚橡胶是指侧基上含有氯原子、主链上含有醚键的橡胶，具有良好的综合性能。共混工艺是用来改善聚合物性能的简单方便、行之有效的方法。国内外对氟橡胶与其他橡胶的共混工艺进行了大量研究，如与硅橡胶、丙烯酸酯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶的共混，但对于氟橡胶与氯醚橡胶共混的研究尚未见报道

【15~18】。

采用双酚／硫脲作硫化体系，对不同共混比的FKM／CO共混胶硫化特性、物理机械性能、压缩永久变形性能及耐老化性能做了初步探讨。结果表明：CO用量少于20份时，共混胶拉伸强度、l00%定仲应力及压缩永久变形性能与纯FKM相当；当CO用量为20～40份时。共混胶拉伸强度和压缩永久变形性能均急剧下降；

当用量高于40份时，趋于缓慢。FKM／C0共混胶耐老化性能保持率达到85%。

2.6与聚偏氟乙烯并用研究

聚偏氟乙烯(PVDF)为白色粉末状结晶性聚合物，玻璃化温度一39C左右，脆化温度一62C以下，耐蚀性能优良，拉伸强度高、韧性好、硬度大、耐磨性好。故PVDF在增强FKM耐极性溶剂方面提供了一条途径。L．Mascia【19】O O 等研究了偏氟乙烯共聚物(偏氟

【20】乙烯四氟乙烯共聚物VDF—TFE)增强氟硅橡胶；M．Apostolo

研究了聚四氟乙烯与氟橡胶的并用。

黄源璐等人【22】等研究了聚偏氟乙烯对氟橡胶力学性能、动态力学性能和形态结构的影响。实验结果表明：随着聚偏氟乙烯含量的增加，氟橡胶／聚偏氟乙烯并用胶的拉伸强度、撕裂强度、硬度、压缩永久变形随之增加。同时拉断伸长率有所下降；动态力学分析(DMA)结果表明：随着PVDF含量的增加，FKM／PVDF并用胶的储能模量在低温区域内有所减小，但在相对高温区域内有增大的趋势，FKM的无明显偏移，PVDF的了Tg不明显；扫描电子显微镜(SEM)结果表明：FKM／PVDF并用胶中，PVDF为分散相，FKM 为连续相，分散相尺寸小于1μm，提高PVDF含量，PVDF有转变为连续相的趋势。

2.7与异戊橡胶并用研究

将顺式1，4一聚异戊二烯(IR)与不同结构的氟橡胶并用可用于生产橡胶密封件。在此类并用胶中，氟橡胶含量达50质量份，聚异戊二烯为连续相，使并用胶具有良好的耐寒性，但橡胶的耐油性则较差。如果在外加切应力的动态规程条件下用非传统方法硫化此类并用胶，即将并用胶中的一组份预先动态硫化是制备综合性能优良的橡胶的新方法。用此种方法也可控制FPM／IR并用胶的耐油、耐寒性。FPM／IR用硫磺硫化体系及水杨基亚胺铜(邻羟苄基亚胺铜交联。该交联体系对聚异戊二烯只有很弱的交联作用，而硫磺、二苯胍、促进剂DM在氟橡胶中没有交联作用。因此可以依次对每一组进行交联。在切应力作用下于150C制备并用胶时交联氟橡胶，而聚异戊二烯则在最后静态条件下交联。为了改进异戊橡胶和FPM的相容性，可使用齐聚物改性剂，即含硫氨基硅烷树脂或相对分子质量为420，含25％～27％甲基丙烯酸基和3％环氧基的环氧丙烯酸树脂。O

结束语

氟橡胶以其耐油、耐高温、耐溶剂、耐强酸、耐强氧化剂、阻燃等一系列优良的特性，在国防军工、航空航天、电子通信、车辆船舶、石油化工等尖端技术领域获得了广泛的应用。随着上述相关行业的高速发展和技术进步，氟橡胶作为一种不可替代的高性能弹性体材料，其市场发展前景十分看好。橡胶材料的并用有利于弥补单一橡胶材料的性能不足，并用胶的各相能否达到同步交联或共交联，以及配合剂的分配、相容剂的选择、分散相结构尺寸大小等方面对共混硫化胶的物理机械性能的影响很大。所以，橡胶并用在工业生产上是很有必要的，不仅节约了生产成本，同时也使橡胶产业技术向前迈出了一大步。

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致谢

本研究论文是在我的指导老师姚亮老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，姚老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。两年多来，姚老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向姚老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

在此，我还要感谢在一起愉快的度过大学生活的材料楼502各位舍友们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。

在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！