Page 47 - 《橡塑智造与节能环保》2024年2期

技术与装备

的过程。表2总结了所有四种胶料的最高使用温度结
果，以及每种胶料的弹性体类型和硫化特性。最高使
用温度与弹性体类别、硫化系统和硫化剂选择有明显
的关系。不出所料，FKM胶料的结果最低，而腈硫化
的FFKM胶料的最高使用温度为304 ℃。在过氧化物
硫化的FFKM类别中，双烯烃硫化被证明优于TAIC，
因为 FFKM 562 的最高使用温度为 269 ℃，比 FFKM
678 高 40 ℃。
表2中的结果可以根据每种材料的化学结构进行
合理化。含有最多碳-氢键的材料（比碳-氟键弱）将
图9 FFKM 678达到80%压缩永久变形的温度与时间的关 具有最低的最高使用温度。通过具有TAIC硫化剂的过
系图
氧化物硫化的FKM X3231不仅在交联结构中含有碳氢
键，而且由于VDF单体的存在，在聚合物骨架中以规
则的间隔含有碳氢键。
图10 阿伦尼斯方程
在温度范围的高端，使用 BOAP 硫化剂的腈硫化
FFKM 676 不含任何烷基碳氢键，苯并恶唑交联剂的
芳香性质提供了额外的热稳定性。与使用双烯烃硫化
剂的过氧化物硫化 FFKM 562 相比，使用 TAIC 硫化
剂的过氧化物硫化 FFKM 678 的碳氢键含量更高，这
也是其使用温度上限较低的原因。应该注意的是，弹
性体胶料的结构特征并不是影响压缩永久变形值从而
图11 基于等温TGA数据的阿伦尼斯图
影响上限使用温度计算的唯一特征。例如，填料类型
材料温度能力的指导，然后可以使用这些信息来选择 和填料含量等变量也会影响压缩永久变形。本文所述
合适的温度，用于感兴趣的弹性体化合物的压缩永久 的胶料都含有相同的填料（炭黑）和相似的含量（最
变形测试。 小 20 份），因此比较长期压缩永久变形的结果应能为
表1 胶料特性和原始物理性质 它们的热性能排序提供有意义的方法。
硬度/(邵 拉伸强度/ 伸长率/ 长期压缩测试方法的缺点是耗时（1000 小时的测
胶料 描述 100%模量
A） (psi) （%）
FKM 过氧化物硫 试需要六周时间），并且需要大量的 AS568A-214 O
X3231 化FKM TAIC 82 2 280 139 1 479 形圈样品才能完成。因此，我们对 FFKM 678 的等温
过氧化物
FFKM 678 硫化FFKM 90 1 940 120 1 590 TGA 进行了研究，作为确定上限使用温度的补充方
TAIC 法。该技术测量重量损失与时间和温度的函数关系，
过氧化物硫
FFKM 562 化FFKM双 80 3 175 165 1 565 反映了材料的热氧化稳定性。 这种方法的优点是测试
烯烃
腈硫化 时间短，所需样品量少。阿伦尼斯方程（图 10）被用
FFKM 676 74 2 667 148 1 443
FFKM BOAP 来表示降解率与温度之间的关系。
表3 等温TGA：FFKM 678 在四种温度下达到 5% 重量损
表2 基于长期压缩永久变形试验的上限使用温度汇总
失的时间
胶料 最高使用温度 弹性体类别 硫化系统 硫化剂 In(rate) 温度/K 1/温度/K -1
速率/
FKM X3231 203℃ FKM 过氧化物 TAIC 时间/ (%.min ） 温度/℃
-1
min
FFKM 678 229℃ FFKM 过氧化物 TAIC 196 0.026 -3.669 350 623 0.001 61
FFKM 562 269℃ FFKM 过氧化物 双烯烃 38.1 0.131 -2.029 380 653 0.001 53
FFKM 676 304℃ FFKM 腈 双烯烃 7.5 0.668 -0.403 410 683 0.001 46
[基于 1,000 小时后达到 80% 压缩设定值的计算温度］ 2.1 2.392 0.872 440 713 0.001 4
对表1中引入的三种额外胶料重复FFKM 678所述

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