氟橡胶低温密封性能的发挥

众所周知,绝大部分的含氟聚合物均可在200℃以上使用[1]。这是因为在氟高分子材料中,氟碳健十分坚固,氟包围在碳外面形成强有力的保护层,使它不被高温、油和化学药剂及氧的破坏和侵袭。因此,它具备极高的稳定性。事实上,以往发表的大量资料都涉及氟橡胶的耐高温、耐油、耐化学腐蚀、耐氧化等方面的性能,极少涉及到氟橡胶在低温下的性能特点。本文主要以氟橡胶中量大面广的维通型氟橡胶(相当于国产氟橡胶26-41和246)的低温性能作为讨论对象,使它更好地应用于低温工程的密封上,以求拓宽其应用温度范围,做到物尽其用。从表面上看,氟橡胶在-20℃左右就失去橡胶的高弹性,它在动态下的使用温度极限为-29℃,在-32℃左右就变硬发脆。这一点,只能从高分子化学观念去理解它:碳键化合物中的氢原子被氟原子取代之后,碳—碳键的旋转势垒增高了,分子键引起相应的变化,比原来要僵硬些。因此,它的耐低温的性能也相应降低了。橡胶的玻璃化温度和脆性温度是橡胶耐塞性能中的两个概念。以下简要介绍氟橡胶的具体情况。(1)维通型氟橡胶的玻璃化温度,是指氟橡胶由玻璃态向高弹态转变的温度。当温度低于氟橡胶的玻璃化温度时,氟橡胶不能呈现高弹性,而表现为坚硬玻璃状物[2]。VitonA(相当于国产氟橡胶26-41)的玻璃化温度为-20℃,VitonB(相当于国产氟橡胶246)是0℃[3]。(2)维通型氟橡胶的脆性温度是指在一定条件下,试样在低温下受冲击产生破坏时的最高温度。它是橡胶的特性温度,但不能代表橡胶及其制品的工作温度下限。利用脆性温度,可以比较不同橡胶材料或不同配方的低温性能的优劣。国产氟橡胶26-41的脆性温度为-32℃左右(此数据是在2mm厚的试样中得出的数据)。橡胶的脆性温度与试样的厚度关系很大,不同厚度下氟橡胶试样的脆性温度也不同。