Page 34 - 《橡塑智造与节能环保》2023年8期

综述与专论

示了使用低压氮气进行低温泄漏测试的设置，图6显示 （通过 DSC 测得的 Tg 为 -26.0℃），它们是第一批
了对泄漏温度非常接近的相同化合物的三个密封件进 含有氟化醚单体的商用氟橡胶。多年来，这两种材料
行测试的典型结果。 是唯一可供选择的低温 FKM 材料。现在，包括 3M、
Daikin和索尔维在内的其他 FKM 供应商都已改进了低
2 不同弹性体和塑料的低温性能比较 温 FKM 聚合物。本文讨论的 FKM 聚合物的结构如图
2.1 丁腈橡胶和氢化丁腈橡胶(符合ASTM D1418 7 所示。
标准的丁腈橡胶和氢化丁腈橡胶)
丁腈橡胶和氢化丁腈橡胶是许多油气密封件的主
要弹性体。 表1提供了标准和低温 NBR 和 HNBR 复合
物的部分低温特性。通过改变聚合物中的 ACN 含量，
可以实现 NBR 和 HNBR 复合物的低温性能变化。
NBR 和 HNBR弹性体还可以使用多种不同的有效低温
增塑剂。
表 1 具有代表性的标准和低温 NBR 和 HNBR 胶料
描述 标准NBR 低温NBR 标准 HNBR 低温 HNBR
胶料 NBR 173 NBR 160 HNBR 209 实验 X1953
拉伸，MPa 19.7 14.4 33.3 20.3
伸长率，% 351 216 110 88
100%伸长率下的 4.2 5.4 30.9 图7 FKM 弹性体中使用的单体示例，以及根据 ASTM
模量，MPa 不适用 D1414 的成分划分的 FKM 类型
邵A硬度 75 73 87 85 注：根据 ASTM D1414，所有 FKM 都具有 VF2，但类型 1 具有
密度 1.24 1.27 1.26 1.21 HFP，类型 2 还具有 PTE，类型 3 具有 PMVE
DSC的Tg，℃ -18.4 -50 -22 -35
TR10，℃ -20 -51 -21.7 -37.1
低温o型圈泄 -36.1 -65.6 -28.9 -50.33 通过在 VF2 和 HFP 的聚合过程中加入四氟乙烯
漏，℃
三个 214 O 形圈 (TFE) 单体而制成的改进型耐化学性 FKM 弹性体大
的平均值 大降低了高氟 2 型 FKM 弹性体的低温性能（增加了

Tg）。例如，1 型 FKM 胶料 731（含氟量为 66%）共
Zeon Chemicals 和 Arlanxeo 可提供新型低温
聚物的 TR10 为 -17.2℃，而含氟量为 70% 的 2 型三
HNBR 聚合物。不过，本文将集中讨论高温弹性体，
元共聚物 FKM 755 的 TR10 仅为-5.1℃。图 8 显示了
如 FKM 和 FFKM。 具有代表性的 FKM 在 -100℃至 +200℃之间的 DMA
2.2 氟橡胶(FKM，符合ASTMD1418 标准)
储存模量及其变化。
标准 FKM 共聚物在 20 世纪 50 年代中期用于高
温航空密封后不久，便开始用于高温油气密封系统。
它们具有更高的热稳定性、耐化学性和机械性能，可
与碳氢化合物橡胶材料媲美，因此具有显著的性能优
势。毫不奇怪，FKM 胶料很快就被广泛应用于航空航
天、汽车、石油和天然气、半导体和制药/食品加工行
业的密封件和垫圈中，在这些行业中，具有挑战性的
环境中的长期耐用性和可靠性至关重要。
图8 具有代表性的 FKM 胶料在 -100℃ 至 200℃ 温度范
偏氟乙烯（VF2）和六氟丙烯（HFP）共聚物的
围内的储存模量
Tg 约为 -16℃，其低温局限性在航空航天和石油天
然气工业中非常明显。1976 年，杜邦公司（现在的 将四种不同 FKM 材料的损耗模量在同一张图上
Chemours）推出了两种改进的低温牌号，包括氟橡 进行比较，可以看出随着低温材料的改进，损耗模量
胶 GLT（通过 DSC 测得的 Tg 为 -32.7℃）和 GFLT 发生了显著变化(图8) 。请注意从胶料 731 (标准共聚

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