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氟硅橡膠耐低溫性能

    制備乙烯基封端的γ-三氟丙基甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物, 并對其低溫性能進行了表征。研究表明, 二甲基硅氧烷鏈段的引入改善了氟硅共聚物的低溫性能, 氟硅質量分數為14.3%、28.6%、42.9%和100%時, 氟硅共聚物對應的玻璃化轉變溫度 (Tg) 分別為-134.4℃、-131.3℃、-121.5℃、-102.3℃, 而采用乙烯基封端γ-三氟丙基甲基聚硅氧烷制備的氟硅橡膠的Tg為-65.1℃。因此氟硅共聚物具有比氟硅橡膠更好的低溫性能, 而且隨著二甲基硅氧烷鏈節的增加, 氟硅共聚物的低溫性能進一步提高。研究發現甲基硅橡膠與氟硅橡膠的共混物可以在2, 5-二甲基-2, 5-二叔丁基過氧己烷 (DBPMH) 的作用下實現共硫化, 低相對分子質量的甲基硅氧烷和含氟硅氧烷的共聚物可以作為硅橡膠和氟硅橡膠的界面增容劑。隨著硅橡膠所占比例增加, 共混膠的Tg有所下降, 低溫柔順性變好, 但當硅橡膠質量分數超過15%時, 由于硅橡膠與氟硅橡膠的相容性變差, 導致共混膠的低溫性能反而下降。對比了通用型氟硅橡膠SKTFT-100 (三氟丙基硅氧烷鏈節摩爾分數為100%) 和共聚氟硅橡膠SKTFT-50 (三氟丙基硅氧烷鏈節摩爾分數為50%) 的低溫性能, 研究表明, 由于三氟丙基鏈節的含量較低, SKTFT-50共聚氟硅橡膠硫化膠具有更好的低溫性能, 在-70℃下壓縮耐寒系數為0.23;而SKTFT-100氟硅橡膠硫化膠在-55℃時的壓縮耐寒系數僅為0.12, 在-60℃時接近零。SKTFT-50硫化膠的動態力學熱分析 (DMTA) 的損耗模量峰值溫度為-86.3℃, 比SKTFT-100氟硅橡膠低31.2℃。當前氟硅橡膠主要通過三氟丙基甲基環三硅氧烷的開環聚合生成, 而采用三氟丙基環硅氧烷與八甲基環四硅氧烷共聚, 可以改變氟硅橡膠分子結構中三氟丙基的含量, 以獲得耐油性能和低溫性能可調的氟硅橡膠。通過使用加工設備如密煉機和雙螺桿擠出機作為氟硅橡膠的聚合物反應容器, 可以改善傳統反應釜聚合存在的導熱不良問題。而采用新型催化劑如稀土固體超強酸, 可以解決傳統催化劑在聚合物中的殘留問題, 并能夠多次重復使用。將氟硅橡膠與成本較低的甲基乙烯基硅橡膠共混是降低氟硅橡膠成本的一種簡單有效方法。改變氟硅橡膠分子鏈的含氟量, 是調整硅橡膠各項性能的重要途徑。今后氟硅橡膠的發展方向是聚合產物結構多元化、高性能化、低成本化等。液體氟硅橡膠由于具有良好的流動性和可快速加工 (成型) 的特點, 其應用范圍也將逐步擴大。

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