维普资讯 http://www.cqvip.com 第2卷 7 第 3期 特 种 橡 胶 制 品 S e ilP r o e Ru b rPr d c s p ca u p s b e o u t Vo . 7 No 3 12 . 20 0 6年 6月 J n 0 6 u e2 0 二段硫 化对氟橡胶性 能 的提 高及 耐热性 的影 响 刘 伟 , 向南 , 声嫒 , 孙 王 周 琼 ( 岛科 技 大学 橡 塑材 料 教育 部 重点 实验 室 , 岛 2 64 ) 青 青 60 2 摘 要 : 通过改变 不同配方的氟橡胶二段硫化温 度和时 间, 确定 了最佳硫化条件 结果表 明 . 氟橡胶经二段硫 化后力学 性能明显提高 ; 3 0 经 0 ℃热空气老化后发 现 , 同二段 硫化条件对氟橡胶的耐热性有着 不同的影 响。 不 关键词 : 氟橡胶 ; 二段硫化 ; 高温性能 耐 中 围分 类号 : 3 . 3 TQ3 3 9 文献标识码 : A 文章编号 :0 5 0 0 2 0 ) 3 0 2 3 1 0 —4 3 (0 60 —0 3 —0 氟橡 胶 是一 种 耐 热 弹性 体 , 常在 高温 下 使 通 用 , 以 , 段硫 化 是其 制 品生产 过程 中的必要 步 所 二 骤 。进 行 二 段硫 化 的主要 目的是 : 1使 一 段 硫化 () 高 温性 能 。 1 实 验部 分 1 1 原 材 料 . ( 也称 定 型硫 化 ) 后剩 余 的未反 应 交联 基 团完成 反 应 ;2 除去 一段 硫 化 中产 生 的交 联 反 应 残 余 物 。 () 氟 橡胶 2 6 , 4 3 四川晨 光 化 工 研 究 院 ; 交 联 3 剂 ( N 一双 肉桂 叉 基 一1 6 己二 胺 ) 四川 晨 N, ,一 , 光化 工 研 究 院 ; 轻质 氧化 镁 , 海 三爱 富公 司 ; 上 炭 主 要 是 去 除 氟 橡 胶 制 品 中 存 留 的 水 和 二 氧 化 碳l, 1 以及 少 量 的 氟 化 物 或 硫 化 剂 产 生 的 碎 片 ] 等 [ 。二段 硫 化 ( 称 补充硫 化 ) 以改 善制 品 的 2 ] 也 可 力 学性 能 和 压缩 永 久 变 形 性 能 , 少 制 品 使 用 过 减 黑 N9 o 青 岛德 固萨 化 学有 限公 司 ; 他 为 一 般 9, 其 市售 工业 产 品 。 1 2 设 备与 仪器 . 程 中产 生 的气 体 , 降低制 品 的收缩 率口 。因 此 , 即 ] 二 段硫 化 在 氟橡胶 硫 化过程 中有着 重要 的作 用 。 一 双辊 开炼机 S K— l 0 , 海 橡 胶 机 械 厂 ; 68 上 电 段 硫 化 一 般 取 1 0 ~ 1 o , 可 采 用 6℃ 8℃ 也 子 硫 化测 试仪 GT M20 A, - 0 0 台湾 高 铁科 技 股 份 有 限公 司 ; 化机 HS 1 0 硫 O T— F TM0—2 T, R 佳 10 5 ℃硫 化 L , 化 时 间 视 制 品 厚 度 , 以 从 4 硫 ] 可 1 mi 0 n到 4 mi 0 n不等 。二段硫 化 置于 烘箱 内逐 步 鑫 电子设 备科 技 ( 圳 ) 限公 司 ; 深 有 电子 拉力 实验 机 ( ; A 70 S 台湾 高 铁 科 技 股 份 有 限 公 司 ; T— J 0 0 , HD 1 0厚度 仪 , 海 化 工 机 械 4厂 ;0 上 42型 热 老 化 试验 箱 , 上海 第 2五 金 厂 沼 氏硬 度计 , 海 险 上 峰 电影 机 械厂 。 I 3 试 验工 艺 . 升温, 1 第 h升 至 10 , 2 5 ℃ 第 h升 至 20 , 3 0℃ 第 h 升 至 20 , 温 1h 一 般 不 短 于 6 [ ; 的[ 5℃ 恒 2, 5 有 h] 。 ] 二段 硫 化条 件 采用 2 0 ×2 h 要 保 证 逐 步 加 温 3℃ 4( 到 20 3 ℃后恒 温 记 时 ) 《 胶 工 业 手 册 》 对 橡 『中 6 不 同种 类 、 同结 构 的橡 胶 制 品 二段 硫 化 条 件 做 不 了总结 , 绍 了不 同 的工艺 。但 是 , 介 以上 文献 中都 采 用 双辊 开炼 机在 6 ℃ 以下 混 炼 , 辊后 依 0 包 次加入 轻 质 氧化 镁 、 滑剂 、 黑 N9 0 硫 化 剂 , 润 炭 9、 薄 通 6次 出片 。混炼 时 间约 为 3 mi。放置 后 测 0 n 试 硫 化 特 性 、 压 硫 化 。硫 化 条 件 10 × 正硫 加 6℃ 化 时 间 , 力 1 MP 。二段 硫 化 : 压 3 a 选用 了 2 0C和 0‘ 20 5 ℃2个 温 度 段 分 别 经 过 3 6 9 , , h的 热 空 气 硫 化。 1 4 性 能测试 . 没 有研 究二 段 硫化 对 含润滑 体 系 的氟橡胶 制 品性 能 的影 响 。 本 文 重点 研究 了加 入 润 滑 体 系 , 加 工 性 能 使 明 显改 善 的氟 橡胶 的 二段 硫 化 工 艺 , 比 了传 统 对 的简 单 配方 , 过 实 验 确 定 了不 同氟 橡 胶 配 合 体 通 系所 适 合 的硫 化工 艺 , 加 入润 滑体 系 的氟 橡 胶 使 的 常温 力学 性 能 得 到 改善 , 并且 保 持 了优 良的 耐 收 稿 日期 :0 5 2 1 2 0 —1 — 4 硫 化 特 性 曲线 ( , ) 在 电子 硫 化 测 试 仪 ￡ ￡ , 。 。 作者 简 介 : 刘 伟 ( 9 9 )男 , 1 7 - , 山东 莱 州 人 , 士 , 究 方 向为 硕 研 上 测试 ; 拉伸 强 度 和拉 断伸 长 率 , 用 G / 7 1 采 B T10 - 氟橡胶应用加工 。 *通 信 联 系 人 。 2 0 测 试 沼 01 氏硬 度 , GB T 0 1 9 8测 按 / 6 3 —1 9 试 ; 化 性 能 按 G / 33 — 19 老 B T 1 9 9 9 2测 试 , 0 ℃ 30 维普资讯 http://www.cqvip.com 2 0 年 06 刘 伟 等 二 段 硫 化 对 氟 橡 胶 性 能 的 提 高 及 耐 热 性 的 影 响 ±1 ℃条件 下烘 箱 老化 2 h 转盘转 速 ,2/ n 4, 1 rmi。 2 结 果 与讨 论 2 1 对 常温 力学 性 能的 影响 . 40 口 配 方1 由于 氟橡 胶 制 品 是在 苛 刻 条件 下 使 用 , 加 含 工 助剂 的氟橡 胶需 经 二段硫 化使 氟橡胶 中低分 子 物 质挥 发 出来 。 对 普 通氟 橡胶 配 方 几 种含 有加 工助 剂 的氟 30 廿 盏 20 橡 胶 配 方 ( 表 1 在 硫化 工 艺 上进 行 了探 讨 , 见 ) 先 对 其进 行 一 段 硫 化 : 化 条 件 为 10 ×正 硫 化 硫 6℃ 时间 , 然后 将 硫 化好 的试 样 裁 成 哑铃 型 的试 样 条 进行 二段 硫化 , 用 了 2 0 选 0 ℃和 2 0 5 ℃2个 温 度 段 l 2 3 4 5 6 7 硫 化 T 艺 图 2 二 段 硫 化 工 艺 对 氟 橡 胶 拉 断 伸 长 率 的 影 响 硫 化 条件 { 无 二 段 硫化 ; 2 0 ×3 }— 2 0 ×6 ; 1 2 0℃ h3 0℃ h 4 Z 0 ×9 5 Z 0 ×3 6 2 0 x6 7 20 ×9 一 0℃ h, 一 5 ℃ h, — 5 ℃ h, — 5 ℃ h。 分别 经过 36 9 , ,h热空 气 硫 化 ( 证 逐 步 升 温 , 保 恒 温后计 时)研 究 了其硫 化工 艺对 氟橡 胶力 学性 能 ; 的不 同影 响 。 表 1 3种 氟 橡 胶 配 方 7O 口 配 方l 臣 配 方2 警0 6 蓬 箍 5 O 40 l 2 3 4 5 6 7 硫 化 T 艺 图 3 二 段 硫 化 工 艺 对 氟 橡 胶 硬 度 的 影 响 硫 化 条 件 ;一 无 二 段 硫 化 -一 z 0 ×3 ;一 z0 ×6 1 2 0℃ h 3 0℃ h} 4 2 0 × 9 5 2 0℃ × 3 6 Z5 — 0℃ h, — 5 h; 一 0℃ × 6 7 Z 0 × 9 h; 5 ℃ h。 氟 橡胶 的缺 点 之一 是 门尼粘 度高 , 加工 困难 ; 含 加工 助剂 的 氟 橡 胶 焦 烧 时 间 有 所 增 加 , 低 转 最 经 不 同的 二段硫 化后 氟橡胶 常 温力学 性 能见 图 1 图 3 ~ 。 口 配 方l 配 方2 矩 和最 高转 矩 降 低 , 工 性 能 明显 改 善 。从 上 面 加 的数 据 可 以 看 出 : 不 同 配 方 的 氟 橡 胶 分 别 在 对 20 0 ℃和 2 O 5 ℃下 经 3 , h和 9 h6 h二 段 硫 化 后 发 现 , 含加工 助 剂 的氟 橡 胶 采 用 2 0 ×3 不 0℃ h二 段 硫 化 其 综 合 性 能 最 好 , 伸 强 度 达 到 1MP , 拉 6 a 拉 断伸 长率在 4 0 以 上 ; 加 工 助剂 的 氟 橡 胶 采 0 含 用 2 O ×6 5℃ h二段 硫 化其 综 合性 能最 好 。氟橡 胶 在经过 二 段硫化 后 , 然 拉 断伸 长 率有所 下 降 , 虽 但 拉伸 强度 明显增 加 ; 入 油 和 硬 脂 酸 铅 的氟 橡 胶 加 经过 20 5 ℃×6 h二段硫化后 , 其综合性能 比较好 , 1 2 3 4 5 6 7 拉伸 强 度 接 近 1 MP , 拉 断 伸 长 率 仍 能 达 到 5 a而 40,, 度 有 所 增 加 ; 20 下 改 善 不 明 显 。 3 硬 9 6 在 0℃ 可 见不 同配方 的 氟橡 胶 所需 的硫化 工艺 是不 相 同 硫 化 丁 艺 图 1 二 段 硫 化 工 艺对 拉 伸 强度 的影 响 硫化 条 件 :一 无二 段 硫 化 ;-20 ×3 f -20 x6 ; 1 2 0℃ h3 0℃ h 4- 2 0℃ x h; - 2 o x 3 6 2 0 x 6 7 2 0 X9 - 0 9 5 5℃ h; - 5 ℃ hl - 5 ℃ h。 的 , 择 合适 的 二 段 硫 化 工 艺 对 提 高 氟 橡胶 综 合 选 性 能有 相 当重 要 的作 用 。 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com 刘 伟等 二段硫 化对氟橡胶性能的提高及耐热性的影响 橡胶常温力学性能有很大改善 , 30 经 0 ℃X2h热 4 空气 老化 后 同样 显 示 了较 其 他 工 艺优 良的 性 能 。 在 a图 中 ,0 ℃ X3 20 h二 段硫 化 条 件 使 氟 橡 胶 老 化后 有更 高 的拉 伸 强 度 , 断 伸 长 率 虽 不 及 未 经 拉 二段 硫化 的氟 橡胶 , 比其 他二 段硫 化 的要 好 , 但 但 2 0 ×3 段硫 化 条件 即可 达 到很 好 的硫 化 效 0℃ h二 果; 对含 加工 助剂 的 氟橡 胶 体 系 , 用 2 0 ×6 选 5℃ h 二 段硫 化条件 得 到 的氟橡 胶 常 温性能 较好 。 ( ) 二 段 硫 化 的 氟 橡 胶 , 耐 高 温 性 能 提 3经 其 高。 参考文献 : 是硬 度较 高 ; b图 中 ,5 ℃ ×6 在 20 h二 段硫 化 条 件 同样 使 氟橡胶 老 化后 拉伸 强度 最高 。老化后 各硫 化条 件 的氟橡 胶 硬度趋 于相 同 。说 明此 二 段硫 化 工艺 对 氟橡胶 常温 力 学 性 能 提 高 的 同时 , 其 耐 对 热老 化性 能并 没有 产 生负 面影 响 。 3 结论 D3 孙玉珍. 氟橡胶 二段硫 化挥 发物分 析E 3 沈 阳化 工学 院学 J. 报 ,9 48 2 。5 7 19 . () 9 ~9 . [ 3 王进 文. 2 无需二次硫化 的氟橡 胶E 3 J .世界橡胶 工业 ,0 1 20 , 2 4 2 6 8( )t ~ . [ 3 蔡树 铭. 3 氟橡 胶 的性 能 和 加 工要 点 r ] 化 工 新 型材 料 , J. 1 9 26 1 )z 6 9 8, ( 2 1 . () 橡 胶 经 二 段 硫 化 后 , 伸 强 度 明显 提 1氟 拉 高, 拉断 伸长 率有 所下 降 , 硬度 变大 。对 不 同氟橡 胶体 系所 要 的二 段硫 化条 件不 同 。 [ 3 刘伯南. 4 氟橡胶 的加 工应用 和我 国氟橡胶 发展现状 [ ] 有 J. 机 氟 工业 ,0 1 ( ) u . 2 0 ,2 : [ 3 谢遴志 , 登祥 , 鸣峦 , 编. 5 刘 周 主 橡胶 工业 手册 ? 1分册 第 [ .修订版) M] ( .北 京 z 学 工 业 出版 社 .9 2 6 7 6 9 化 19 . 3 ￣ 3 . () 未 添 加 加 工 助 剂 的 氟 橡 胶 体 系 , 用 2