Page 94 - 《橡塑技术与装备》2023年5期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

F H F F F CF 3 F F F F
C=C C=C C=C C=C C=C
F H F F F F F O F CS
CF 3
VDF TFE HFP PMVE CSM

图 1 FKM 及 FFKM 的单体结构

FKM 通常通过双酚或过氧化物进行硫化。双酚硫 始形状。这与上述塑料形成鲜明对比，塑料在类似条
化不需要硫化单体参与交联反应，而过氧化物硫化则 件下会发生永久变形。
需要。过氧化物硫化的 FKM 材料比双酚硫化具有更
F F F F F F
高的耐化学性，但耐热性能会变差。
（C C） （C C） （C C）
FFKM 弹性体主要由 TFE 和 PMVE 以及少量作 x x y
为硫化单体的 CSM。FFKM 弹性体的全氟化碳主链是 F F F F F O
其优异耐化学性和高热稳定性的主要原因，因为碳氟 CF 3
键具有高强度（约 116 kcal/mol，碳氢键的强度为约 PTFE PFA
100 kcal/mol）特征。此外，全氟聚合物主链中的碳 - 图 2 全氟塑料一般结构
碳键明显强于来自等效碳氢聚合物的碳 - 碳键。 图 3 说明了含有硫化单体的 FKM 和 FFKM 的代
如前所述，PTFE 和 PFA 是具有优异热性能的 表性结构。值得注意的是，这些通用结构为供应商提
全氟塑料，其一般结构如图 2 所示。由于缺乏交联， 供了许多开发材料的机会。单体配比和硫化单体的选
PTFE 和 PFA 都没有弹性，在 250 ℃以上会大幅软化。 择对聚合物的性能都有很大的影响。例如，乙烯基新
事实上，两种材料都会在略高于 300 ℃的温度下熔化。 型单体如醚类的开发，提供了新的获得低温聚合物的
加入硫化单体并发生交联反应的的全氟聚合物链赋予
途径。
了材料的高弹性，并且材料在压缩后恢复到接近其原

F H F F F F F F F H F F F F
（C C）（C C） （C C）（C C） （C C）（C C） （C C）
W x y z x y Z
F H F F F O F CS F H F O F CS

CF CF
3 3
图 3 FKM 和 FFKM 的代表性结构

FFKM 的硫化体系一般分为两类 ：过氧化物硫 剂之间发生化学交联反应，把独立的聚合物大分子链
化体系和腈硫化体系。如果聚合物中含有适当的硫化 交联起来。硫化剂是配方中一种单独的组分，通常在
单体，则 FKM 也可进行过氧化物硫化。如前所述， 混炼过程中加入。除基础橡胶选择外，硫化剂的选择
FKM 也可通过双酚或二胺体系硫化，该硫化体系不需 对于实现最佳材料性能也至关重要。
要硫化单体，本文中将不再进一步讨论这些硫化体系。 对 FKM 和 FFKM 弹性体来说，过氧化物硫化体
过氧化物硫化体系需要的硫化单体包含活性溴或 系的交联机理是相同的。过氧化物硫化剂如 2,5- 二甲
碘基团。碳溴键或碳碘键断裂后形成自由基，为交联 基-2,5- 二（叔丁基过氧基）己烷是产生自由基进行
反应的发生提供了交联点。腈硫化目前仅限于 FFKM， 交联反应必不可少的（图 5）。过氧化物产生两个烷氧
并且硫化单体需要包含末端腈基。过氧化物硫化和腈 自由基，在热交联过程中，烷氧自由基可能进一步裂
硫化的代表性硫化单体结构如图 4 所示。过氧化物和 解产生烷基自由基。
腈硫化的过程是通过硫化单体与硫化剂和（或）催化

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