Page 95 - 《橡塑技术与装备》2023年5期

测试与分析 宋玉倩 等·FKM 和 FFKM 在不同硫化体系下其对密封件最高使用温度的影响

F F F F H C H C CH 3 H C CH
3
3
C=C C=C 3 O O O O 3
F O F F F O H C CH H C CH CH 3
3
C=C 3 3 3
CF CF
2 F Br 2 图 5 过氧化物硫化剂
Br FC CF
3 如前所述，在硫化单体的碳溴键部位产生自由基。
O 这种自由基与硫化剂双键基团发生反应。三烯丙基异
氰脲酸酯（TAIC）（ 图 6）是 FKM 和 FFKM 过氧化
CF
2
物硫化的常用硫化剂。它的低成本和易处理特性使其
CF 2 成为大规模生产过程中极其常用的材料。此外，三个
双键基团的存在使得交联反应可以形成坚固的交联网
C
状结构。
N
图 4 硫化单体结构

O N O F F F F F F
N N
H C CH HC—C—C—C—C—C—C—CH
2 2
CH O HC H C F F F F F F CH 2
H C CH 2
2 2
图 6 TAIC

尽管有这些优点，但使用 TAIC 作为硫化剂也有 苯酚基团均与硫化单体上的腈基反应，并形成单独的
一些明显的缺点。首先，用 TAIC 作为硫化剂的交联 苯并恶唑芳香环。因此，交联结构是不含任何烷基碳
结构中必然包含烷基碳氢键，这些烷基碳氢键不如聚 氢键的双苯并恶唑。腈硫化单体交联的另一种方法是
合物主链上的碳氟键牢固。其次，TAIC 的结构决定 使用可以促进腈发生环三聚反应以生成三嗪结构的催
了它比聚合物主链更容易发生热降解。最后，由于缺 化剂。在这种情况下，催化剂本身不会成为交联的一
乏氟化，TAIC 不容易与基础聚合物混合，并且可能 部分，而是在每次硫化反应后再生。这类催化剂比较
在硫化过程之前发生聚集，进而可能在硫化过程中发 典型的为产生氨的分子和膦盐。
生均聚，并在弹性体交联网状结构中形成集中的薄弱 F C CF
H N 3 3 NH
点。 2 2
为了克服其这些缺陷，开发了图 6 所示的双烯烃 HO OH
硫化剂。在大多数情况下，双烯烃预混入聚合物主链， 图 7 BOAP
其中一个双键可用于交联。这排除了卤化（溴或碘） 本文的目的是验证一组 FKM 和 FFKM 弹性体材
单体的需要，并且仅通过添加过氧化物硫化剂即可发 料的最高使用温度，本文对四种材料进行了评估，其
生交联。虽然双烯烃中的双键确实包含成为交联结构 一般特征和原始物理性能如表 1 所示。所有弹性体均
一部分的碳氢键，但其数量明显少于 TAIC 中的双键。 由市面上的基础聚合物制备，并含有炭黑填料。其中
此外，与 TAIC 中的杂环连接结构相比，双键之间的
包含了一种过氧化物硫化体系的 FKM，以及三种其他
全氟烷基连接结构非常坚固，热稳定性和化学稳定性 交联方式的 FFKM 材料，其中两种是过氧化物硫化，
更高。 以 TAIC 或双烯烃作为硫化剂，而第三种 FFKM 材料
腈硫化 FFKM 是通过硫化剂与硫化单体的腈基团
是腈硫化体系，以 BOAP 作为硫化剂。研究每种材料
进行交联反应。图 7 中的二氨基双酚 AF（BOAP）就 的最高使用温度，将有助于了解交联结构对热稳定性
是这样一种硫化剂。在硫化过程中，分子两端的氨基 的影响。

年
2023 第 49 卷 ·41·