碳纳米管补强特种橡胶.doc

碳纳米管补强特种橡胶性能研究1碳纳米管1.1碳纳米管结构特征碳纳米管(CNTs)是在一定条件下由大量碳原子聚集在一起形成的同轴空心管状的纳米级材料，它的径向尺寸为纳米数量级，轴向尺寸为微米数量级，属于碳同位素异构体家族中的一个新成员，是理想的一维量子材料。 碳纳米管中碳原子以sp2杂化为主，同时六角型网格结构存在一定程度的弯曲，形成空间拓扑结构，其中可形成一定的sp3杂化键，即形成的化学键同时具有sp2和sp3混合杂化状态，而这些p 轨道彼此交叠在碳纳米管石墨烯片层外形成高度离域化的大 键，碳纳米管外表面的大 键是碳纳米管与一些具有共轭性能的大分子以非共价键复合的化学基础。对多壁碳纳米管的光电子能谱研究结果表明，不论单壁碳纳米管还是多壁碳纳米管，其表面都结合有一定的官能基团，而且不同制备方法获得的碳纳米管由于制备方法各异，后处理过程不同而具有不同的表面结构。一般来讲，单壁碳纳米管具有较高的化学惰性，其表面要纯净一些，而多壁碳纳米管表面要活泼得多，结合有大量的表面基团，如羧基等。以变角X 光电子能谱对碳纳米管的表面检测结果表明，单壁碳纳米管表面具有化学惰性，化学结构比较简单，而且随着碳纳米管管壁层数的增加，缺陷和化学反应性增强，表面化学结构趋向复杂化。内层碳原子的化学结构比较单一，外层碳原子的化学组成比较复杂，而且外层碳原子上往往沉积有大量的无定形碳。由于具有物理结构和化学结构的不均匀性，碳纳米管中大量的表面碳原子具有不同的表面微环境，因此也具有能量的不均一性。碳纳米管不总是笔直的，而是局部区域出现凸凹现象，这是由于在六边形编制过程中出现了五边形和七边形。如果五边形正好出现在碳纳米管的顶端，即形成碳纳米管的封口。当出现七边形时纳米管则凹进。这些拓扑缺陷可改变碳纳米管的螺旋结构，在出现缺陷附近的电子能带结构也会发生改变。另外，两根毗邻的碳纳米管也不是直接粘在一起的，而是保持一定的距离。1.2碳纳米管性质1.2.1力学 由于碳纳米管中碳原子采取SP2杂化，相比SP3杂化，SP2杂化中S轨道成分比较大，使碳纳米管具有高模量和高强度。碳纳米管具有良好的力学性能，CNTs抗拉强度达到50200GPa,是钢的100倍,密度却只有钢的1/6，至少比常规石墨纤维高一个数量级；它的弹性模量可达1TPa，与金刚石的弹性模量相当，约为钢的5倍。对于具有理想结构的单层壁的碳纳米管，其抗拉强度约800GPa。碳纳米管的结构虽然与高分子材料的结构相似，但其结构却比高分子材料稳定得多。碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料。若将以其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料, 可使复合材料表现出良好的强度、弹性、抗疲劳性及各向同性，给复合材料的性能带来极大的改善。碳纳米管的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性，可以拉伸。在工业上常用的增强型纤维中，决定强度的一个关键因素是长径比，即长度和直径之比。材料工程师希望得到的长径比至少是20:1，而碳纳米管的长径比一般在1000:1以上，是理想的高强度纤维材料。2000年10月，美国宾州州立大学的研究人员称，碳纳米管的强度比同体积钢的强度高100倍，重量却只有后者的1/6到1/7。碳纳米管因而被称“超级纤维”。莫斯科大学的研究人员曾将碳纳米管置于1011 MPa的水压下（相当于水下10000米深的压强），由于巨大的压力，碳纳米管被压扁。撤去压力后，碳纳米管像弹簧一样立即恢复了形状，表现出良好的韧性。这启示人们可以利用碳纳米管制造轻薄的弹簧，用在汽车、火车上作为减震装置，能够大大减轻重量。此外，碳纳米管的熔点是已知材料中最高的。1.2.2导电碳纳米管 导电碳纳米管上碳原子的P电子形成大范围的离域键，由于共轭效应显著，碳纳米管具有一些特殊的电学性质。碳纳米管具有良好的导电性能，由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当CNTs的管径大于6nm时，导电性能下降；当管径小于6nm时，CNTs可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。有报道说Huang通过计算认为直径为0.7nm的碳纳米管具有超导性，尽管其超导转变温度只有1.510-4K，但是预示着碳纳米管在超导领域的应用前景。常用矢量Ch表示碳纳米管上原子排列的方向，其中Ch=na1+ma2，记为（n，m）。a1和a2分别表示两个基矢。（n，m）与碳纳米管的导电性能密切相关。对于一个给定（n，m）的纳米管，如果有2n+m=3q（q为整数），则这个方向上表现出金属性，是良好的导体，否则表现为半导体。对于n=m的方向，碳纳米管表现出良好的导电性，电导率通常可达铜的1万倍。1.2.3传热碳纳米管具有良好的传热性能，CNTs具有非常大的长径比，因而其沿着长度方向的热交换性能很高，相对的其垂直方向的热交换性能较低，通过合适的取向，碳纳米管可以合成高各向异性的热传导材料。另外，碳纳米管有着较高的热导率，只要在复合材料中掺杂微量的碳纳米管 ,该复合材料的热导率将会可能得到很大的改善。1.3碳纳米管应用由于碳纳米管在各方面具有优异性能，使其在复合材料中得到了广泛的应用。超强的机械性能、模量和韧性等得到了显著的提高；良好的导电性能可以有效改善材料的电导率，并降低导电渗流阈值，降低制备成本。在理论上添加少量的碳纳米管就可以达到甚至超过传统填充材料对基体材料的增强效果，碳纳米管增强复合材料技术在理论和实验研究中已取得很大进展。对于CNT/聚合物复合材料的研究主要集中在增强聚合物机械性能和电学性能两个方面。1.3.1改善材料的机械性能在改善材料的机械性能方面，为了达到增强机械性能的效果，要求碳纳米管在基体材料中分散均匀且两者之间具有较强的界面结合力。为了实现以上两个关键问题，很多研究人员针对不同聚合物基体、实验条件和实验目的，采取了各种实验方法，这些研究工作都为后续的的研究和CNTs增强复合材料的实际应用奠定了坚实的实验和理论基础。例如：有科技人员研究了碳纳米管/PP复合材料，研究发现CNTs含量为0.6vol%时，复合材料的拉伸强度提高3.8倍，与此同时，韧性也提高4倍。11.3.2改善材料的电学性能 在改善材料的电学性能方面，要求CNTs在基体材料内部形成良好的导电通路，为了达到这样的要求，很多研究人员针对不同聚合物材料和实验条件，在电学性能方面都取得了不同的成果。例如：通过熔融共混法制备WMCNT高密度聚乙烯复合材料，研究发现当碳纳米管含量为1wt%2wt%时复合材料表现出渗流行为，并具有良好的导电性能，同时复合材料存在特殊的V形温度系数特征，这种特性源于基体体积膨胀、碳纳米管缠结链松弛以及基体的“退火”效应的协同作用。22硅橡胶硅橡胶是指主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的橡胶。普通的硅橡胶主要由含甲基和少量乙烯基的硅氧链节组成。苯基的引入可提高硅橡胶的耐高、低温性能，三氟丙基及氰基的引入则可提高硅橡胶的耐温及耐油性能。硅橡胶耐低温性能良好，一般在-55下仍能工作。引入苯基后，可达-73。硅橡胶的耐热性能也很突出，在180下可长期工作，稍高于200也能承受数周或更长时间仍有弹性，瞬时可耐300以上的高温。硅橡胶的透气性好，氧气透过率在合成聚合物中是最高的。此外，硅橡胶还具有生理惰性、不会导致凝血的突出特性，因此在医用领域应用广泛。2.1硅橡胶性能（1） 高温性能。硅橡胶显著的特征是高温稳定性，虽然常温下硅橡胶的强度仅是天然橡胶或某些合成橡胶的一半，但在200以上的高温环境下，硅橡胶仍能保持一定的柔韧性、回弹性和表面硬度，且力学性能无明显变化。（2） 低温性能硅橡胶的玻璃化温度一般为-70-50，特殊配方可达-100，表明其低温性能优异。这对航空、宇航工业的意义重大。（3）耐候性硅橡胶中Si-O-Si键对氧、臭氧及紫外线等十分稳定，在不加任何添加剂的情况下，就具有优良的耐候性。（4）电气性能。硅橡胶具有优异的绝缘性能，耐电晕性和耐电弧性也非常好。（5）物理机械性能。硅橡胶常温下的物理机械性能比通用橡胶差，但在150的高温和-50的低温下，其物理机械性能优于通用橡胶。（6）耐油及化学试剂性。普通硅橡胶具有中等的耐油、耐溶剂性能。（7）气体透过性能。室温下硅橡胶对空气、氮、氧、二氧化碳等气体的透气性比天然橡胶高出30-50倍。（8）生理惰性。硅橡胶无毒，无味，无嗅，与人体组织不粘连，具有抗凝血作用，对肌体组织的反应性非常少。特别适合作为医用材料。2.2硅橡胶应用 硅橡胶具有良好的耐热氧老化、耐烧蚀性能和低烟、低渣等低特征信号的特点，因此硅橡胶绝热烧蚀材料有望取代EPDM，成为固体火箭发动机的主要绝热层材料3。在绝热材料中，对于硅橡胶材料而言，各种配合体系都对其性能有着重要的影响。偶联剂能改善填料在树脂中的分散性及粘合力，改善无机填料与树脂之间的相容性。另外，粉体填料也可以补强硅橡胶绝热材料，橡胶硫化后高分子链互相缠结形成比较稳定的网络，把填料粒子围于其中，能阻滞聚硅氧烷大分子的热运动和空气在橡胶内部的扩散，且硅橡胶发生热氧降解时，氧化生成的自由基在填料表面容易重合而消失，从而提高硅橡胶的稳定性4。笼形硅倍半氧烷(POSS)5 是一种有机无机杂化材料，且具有较高的热稳定性，在聚合物基体中，外围的有机基团可以增加和基体的相互作用，使得POSS分子与聚合物基体紧密结合，在一定程度上对聚合物链段的运动起到限制作用，提高聚合物材料的热稳定性6。 随着我国城镇化速度的加快，城市人口密度急剧增长，防火安全的重要性日益凸显出来。在火灾发生时，如何保障电力和通讯的畅通、为逃生和救援赢得宝贵的时间、最大程度地减少人员伤亡和财产损失是当前亟需解决的问题 。目前很多工程中都采用耐火电缆来提高建筑的防火安全性。陶瓷化耐火硅橡胶具有优异的耐火性、耐热性及隔热性，能在一6O一200C的温度范围内长期使用；高温下迅速陶瓷化为坚硬的保护壳，起到隔热、阻燃、耐火的作用；而且，陶瓷化耐火硅橡胶本身具有优异的绝缘性、耐臭氧和耐大气老化等性能，是目前唯一能烧成陶瓷状的高分子材料，是一种非常优秀的耐火电缆绝缘材料7。3氢化丁腈橡胶 氢化丁腈橡胶（HNBR）是由丁腈橡胶进行特殊加氢处理而得到的一种高度饱和的弹性体。氢化丁腈橡胶具有良好耐油性能（对燃料油、润滑油、芳香系溶剂耐抗性良好）；并且 由于其高度饱和的结构，使其具良好的耐热性能，优良的耐化学腐蚀性能（对氟利昂、酸、碱的具有良好的抗耐性），优异的耐臭氧性能，较高的抗压缩永久变形性能；同时氢化丁腈橡胶还具有高强度，高撕裂性能、耐磨性能优异等特点，是综合性能极为出色的橡胶之一。3.1性能 HNBR的耐高温性为130180,耐寒性为-55-38且机械性能优良,与其它聚合物相比更能满足汽车工业的要求。用ZnO/甲基丙烯酸(MAA)补强的HNBR可制作三角带、等规三角带、多用三角环的底层胶、隔振器等;也可制备密封圈、密封件,耐热管等。在石油钻井中,要求橡胶制品必须耐受高温、高压、酸、胺、H2S、CO2、CH4等蒸汽的考验。而用HNBR制备的各种制品,可耐酸、耐油、耐溶剂。用ZnO/MAA补强的HNBR可用于制作钻井保护箱和泥浆泵用活塞.此外,采用打浆法将HNBR制成纸型垫圈可用作石油工业及汽车工业的密封垫圈。HNBR的耐热、耐辐射性能比硅橡胶、氟橡胶、聚四氯乙烯要好,适宜作发电站的各种橡胶密封件,也用作液压管、液压密封、发电站用电缆护套,还可作印刷和织物辊筒、武器部件及航天用密封件、覆盖层、燃油囊等;HNBR胶乳可用作表面涂层(画),纺织、纸张、皮革、金属、陶瓷、无纺布纤维用的粘合剂,以及发泡橡胶、浸渍胶乳产品等。此外,用ZnO/MAA,过氧化物、高耐磨炉补强的HNBR,其综合性能比普通HNBR要好。3.2应用氢化丁腈橡胶广泛用于油田、汽车工业等方面。瑞翁公司是氢化丁腈橡胶原料的主要供应商，在氢化丁腈橡胶配方及加工领域经验丰富。可以根据不同的应用领域，专业提供品种齐全、性能优异、品质稳定的混炼胶产品及各种氢化丁腈橡胶板,模压制品.随着汽车、石油工业的发展,橡胶部件除要求耐油外,还需具有良好的耐热、耐高温、高压、耐氧等特性。普通丁腈橡胶(NBR)已远不能满足这些要求,尽管其中一些用途已为氟橡胶所取代,但氟橡胶价格昂贵。因此人们开始探求对NBR性能的改进,氢化丁腈橡胶就是为了满足这种新的需要而开发成功的。3.3特性HNBR在保持NBR原有的优异的耐油性的同时,又获得了非常好的耐热性(耐150高温)、耐臭氧性,其运用领域已突破了NBR的传统领域,使得氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯等特种橡胶也受到一定的冲击。从经济角度看,HNBR销售价暂时还较贵,但还是比氟橡胶低得多。同时,由于HNBR的刚度低,工艺性能好,密度低,可以加入更多的填料,而且HNBR制品单位体积只有氟橡胶的一半,所以,它将成为氟橡胶等特种弹性体的代用品。虽然,HNBR在国外已生产多年,其应用领域不断扩大,而在国内尚属空白,我们应不失时机地开发HNBR。据初步了解,我国大庆、胜利油田有2000余口二期井需用潜油泵在井深2000米,温度140左右下抽油,如用NBR的锭子,使用周期仅有几个月甚至更短,如用HNBR的锭子,使用周期可达一年以上。我国南京橡胶制品一厂每年就需HNBR30余吨。在HNBR的制造中,NBR的催化加氢技术是关键,溶液加氢NBR生产技术条件苛刻,兰化公司已在进行这项研究工作,由于铑回收率低,成本相对较高。水溶性两相催化剂加氢及加氢甲酰化的研究正是着眼于贵金属催化剂的分离回收及循环使用，一旦能使这类催化剂的应用扩大到高分子的加氢上，就可以用它们来进行NBR的氢化，我们已合成了两个水溶性膦配体，正在进行这方面的尝试。 氢化丁腈橡胶(HNBR)是一种低不饱和度的合成橡胶，并且其结构中含有腈基基团，因此在具有优异的耐油性及耐化学药品的同时，又获得了良好的耐热、耐高温、耐高压、耐臭氧等性能。 HNBR经常采用过氧化物硫化体系，过氧化物是以自由基机理进行交联的一类常用交联剂，但是单一的过氧化物交联体系存在着硫化效率低的缺陷。因此，为了能够进一步提高橡胶特性，除了积极研究高效的过氧化物交联剂之外，在现有的过氧化物硫化体系中加入单体型活性助交联剂1也是一种非常简单有效的法。此类助剂一般为含多官能团的不饱和化合物，可通过自由基加成到橡胶大分子链上从而提高橡胶分子链的不饱和度，并且加成以后的产物更容易发生交联反应，因此在相同过氧化物用量下加入助交联剂可以提高橡胶的交联密度。过氧化物交联橡胶产生的刚性CC键以及加入活性助交联剂产生的各种不同的交联网络，不仅能显著提高过氧化物硫化体系的交联效率和硫化速率，还可以有效地改善硫化胶的力学性能、耐热老化性能、电性能以及能够很好地提高硫化胶的压缩永久变形性能。4氟橡胶 氟橡胶（fluororubber）是指主链或侧链的碳原子上含有氟原子的合成高分子弹性体。氟原子的引入，赋予橡胶优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，在航天、航空、汽车、石油和家用电器等领域得到了广泛应用，是国防尖端工业中无法替代的关键材料。自从1943年以来，先后开发出聚烯烃类氟橡胶、亚硝基氟橡胶、四丙氟橡胶、磷腈氟橡胶以及全氟醚橡胶等品种。4.1主要性能4.1.1稳定性佳 氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种1。26型氟橡胶耐石油基油类、双酯类油、硅醚类油、硅酸类油，耐无机酸，耐多数的有机、无机溶剂、药品等，仅不耐低分子的酮、醚、酯，不耐胺、氨、氢氟酸、氯磺酸、磷酸类液压油。23型氟胶的介质性能与26型相似，且更有独特之处，它耐强氧化性的无机酸如发烟硝酸、浓硫酸性能比26型好，在室温下98%的HNO3中浸渍27天它的体积膨胀仅为13%15%。4.1.2耐高温性 氟橡胶的耐高温性能和硅橡胶一样，可以说是目前弹性体中最好的。26-41氟胶在250下可长期使用，300下短期使用；246氟胶耐热比26-41还好。在300100小时空气热老化后的26-41的物性与300100小时热空气老化后246型的性能相当，其扯断伸长率可保持在100%左右，硬度9095度。246型在350热空气老化16小时之后保持良好弹性，在400热空气老化110分钟之后保持良好弹性，在400热空气老化110分钟之后，含有喷雾炭黑、热裂法炭黑或碳纤维的胶料伸长率上升约1/21/3，强度下降1/2左右，仍保持良好的弹性。23-11型氟胶可以在200下长期使用，250下短期使用。4.1.3耐老化性 氟橡胶具有极好的耐天候老化性能，耐臭氧性能。据报导，DuPont开发的VitonA在自然存放十年之后性能仍然令人满意，在臭氧浓度为0.01%的空气中经45天作用没有明显龟裂。23型氟橡胶的耐天候老化、耐臭氧性能也极好。4.1.4真空性能 26型氟橡胶具有极好的真空性能。246氟橡胶基本配方的硫化胶真空放气率仅为3710-6乇升/秒厘米2。246型氟橡胶已成功应用在10-9乇的真空条件下。4.1.5机械性能 氟橡胶具有优良的物理机械性能。26型氟橡胶一般配合的强力在1020MPa之间，扯断伸长率在150350%之间，抗撕裂强度在34KN/m之间。23型氟橡胶强力在15.025MPa之间，伸长率在200%600%，抗撕裂强度在27MPa之间。一般地，氟橡胶在高温下的压缩永久变形大，但是如果以相同条件比较，如从150下的同等时间的压缩永久变形来看，丁和氯丁橡胶均比26型氟胶要大，26型氟橡胶在20024小时下的压缩变形相当于丁橡胶在15024小时的压缩变形。4.1.6电性能 23型氟橡胶的电性能较好，吸湿性比其他弹性体低，可作为较好的电绝缘材料。26型橡胶可在低频低压下使用。4.1.7透气性小 氟橡胶对气体的溶解度比较大，但扩散速度却比较小，所以总体表现出来的透气性也小。据报导，26型氟橡胶在30下对于氧、氮、氦、二氧化碳气体的透气性和丁基橡胶、丁橡胶相当，比氯丁胶、天然橡胶要好。4.1.8低温性能 氟橡胶的低温性能不好，这是由于其本身的化学结构所致，如23-11型的Tg0。实际使用的氟橡胶低温性能通常用脆性温度及压缩耐寒系数来表示。胶料的配方以及产品的形状（如厚度）对脆性温度影响都比较大，如配方中填料量增加则脆性温度敏感地变坏，制品的厚度增加，脆性混同度也敏感地变坏。4.1.9耐辐射性 氟橡胶的耐辐射性能是弹性体中比较差的一种，26型橡胶辐射作用后表现为交联效应，23型氟橡胶则表现为裂解效应。246型氟橡胶在空气中常温辐射在5107仑的剂量下性能剧烈变化，在1107仑条件下硬度增加13度，强度下降20%以下，伸长率下降30%50%，所以一般认为246型氟橡胶可以耐1107仑，极限为5107仑。4.2改性7-9尽管氟橡胶具有许多优异性能，但也存在模压流动性差、易压缩变形、生胶加工工艺性能和硫化胶物理性能不易协调等缺陷，为提高氟橡胶及制品性能，国内外对氟橡胶的改性和加工做了大量研究工作。为改善氟橡胶的流动性，可高相对分子质量(20万以上)和低相对分子质量(10万以下)氟橡胶并用，也可通过工艺调整生产相对分子质量分布宽的氟橡胶。为改善氟橡胶的压缩永久变形性能，可添加硫化交联剂、促进剂和耐热助剂。另外还可添加无机填料对氟橡胶进行改性，如国内专利报道，将质量分数87%93% 乳胶、5%8% 滑石粉、2%5%氯化钙混合搅拌，水洗后在90120下烘干，制成粉末氟橡胶，该橡胶避免了普通氟橡胶加工时表面光洁度差和注塑速度慢等缺陷。氟橡胶与其他聚合物共混，如氟橡胶或丙烯酸酯橡胶与丙烯酸酯塑料共混可形成新型热塑性弹性体。丙烯酸酯橡胶主要用于汽车工业而被称为“汽车胶”，氟橡胶也主要用于汽车工业，因此将氟橡胶与价格相对较低的丙烯酸酯橡胶共混，可在保证性能不下降的前提下显著降低成本。研究表明丙烯酸酯橡胶通过偶极-偶极相互作用与氟橡胶形成可混溶的共混胶，从而改善了共混胶的力学性能。但在使用过程中发现，丙烯酸酯橡胶和氟橡胶的共混胶，在热和流体溶胀的条件下使用性能较差，为解决这个问题，国外开发了由丙烯酸酯橡胶、氟橡胶和丙烯酸酯塑料共混制成的新型耐油和耐热的热塑性弹性体。4.3 加工 除单体外，加工过程中硫化体系是决定氟橡胶物理性能的关键因素之一。4.3.1 硫化体系及加工助剂10-12目前开发出的氟橡胶硫化体系有3 种：分子中含有2 个氨基的二胺化合物；含有2 个羟基的多元醇化合物；过氧化物及多官能团化合物。其中使用最为广泛的是多元醇硫化体系，其多元醇只限于双酚AF。同传统的二胺硫化体系相比，多元醇体系具有压缩永久变形小和抗焦烧安全性高两大优点。过氧化物硫化体系中的交联点含有更稳定的C-C 键，因此其硫化胶的耐化学药品性更为优异。此外含醚单体的耐寒氟橡胶，由于要从偏氟乙烯链上脱去氟化氢，所以必须采用过氧化物进行硫化。氟橡胶加工助剂品种很多，加入量及其作用也因硫化体系、氟橡胶类型有所不同，目前国内外主要采用多元醇硫化体系，针对该类硫化体系介绍氟橡胶的部分加工助剂。增塑剂：国内通常使用硬脂酸盐或低相对分子质量的氟橡胶，前者添加质量分数不超过2 % ，后者视要求而定，最高不超过5 % 。防焦剂：通常选用对硝基苯酚、对硝基苯甲酸、邻羟基苯甲酸和防焦剂N A ，添加量约为0.40.5 质量份(下同)，添加防焦剂不仅可防止焦烧，胶料流动性能和物理性能还可进一步提高。促进剂：要求促进剂既要保证混炼和加工阶段有较好的耐焦烧性能，又要具有较快的硫化速率。目前较好的促进剂为季磷酸盐类，如1- 邻苯二甲酰亚胺基酸基-4-丁基三苯基膦溴化物、双(苄基三苯基膦) 亚胺氯化物、三苯基苄基氯化膦等，用量一般为0.40.7 份，也可使用复合促进剂，除季磷酸盐外还可添加季铵盐类，如四丁基苯并噻唑基硫化铵、双肉桂亚丙基二胺等。活化剂：要求既能促进硫化反应，又可起到吸酸作用。常用的活化剂为氧化镁、氧化铅、氢氧化钙、氧化锌。通常氧化镁可改善其耐热性，氢氧化钙可改善其压缩永久变形性，氧化锌可改善其耐水性能，氧化铅可改善其耐酸性。氢氧化钙用量一般为36 份，在多元醇硫化体系中选用6 份；高活性氧化镁用量为3 份，低活性氧化镁最高可用到15 份。活化剂用量过高时胶料易起泡。其他助剂：为增加胶料强度、硬度，降低伸长率，改善耐磨、耐热、耐撕裂性能，常用MT炭黑(中粒子热裂解炉黑)作补强剂，一般用量为20份，也可添加氟化钙、碳酸钙、高分散性硫酸钡等混合使用作为补强剂，添加低相对分子质量聚乙烯作脱模剂。4.3.2 加工与应用14-18 氟橡胶可使用一般的橡胶加工机械进行加工，如用开放式炼胶机及密炼机进行混炼，用挤出机、压延机成型未硫化胶，再用平板硫化机及注射成型机等进行硫化，经热空气硫化、开放式硫化及二次硫化制得成品。在一系列连续加工过程中会发生多种问题。粘辊：氟橡胶是在开炼时易发生粘辊现象，可加一些助剂如巴西棕榈蜡等植物蜡，在二次硫化中大部分可被挥发掉。硫化不均匀或未硫化及混炼不足：聚合物、硫化剂、吸酸剂接触时会出现延迟硫化现象。氟橡胶的硫化反应是在碱性条件下进行的，因此酸度较高的配合剂具有抑制硫化作用，填充剂对硫化反应影响也较大，结构性强、补强性大的炭黑及导电性炭黑均具有延迟硫化作用，且会使压缩永久变形增大，故一般应选用快压出炉黑(FEF)，最好不要使用高耐磨炉黑(HAF)。此外由于白炭黑多呈酸性，因此最好选用pH 值高的白炭黑。胶料未充满模型：生胶黏度高，流动性差，用低黏度聚合物可充满模型；胶料正在流动，硫化已开始，可通过降低模型温度或用硫化剂和促进剂来控制硫化速度；当用过氧化物硫化时，为延迟硫化反应，可改用分解温度更高的过氧化物，或活性助剂异氰脲酸甲基三烯丙酯。胶料存放：长期存放的胶料易出现焦烧现象，因此氟橡胶尤其是多元醇硫化体系氟橡胶理想的存放条件是与干燥剂一起密封，低温存放；过氧化物硫化体系氟橡胶不会出现焦烧现象，仅有少量过氧化物挥发，添加适量过氧化物即可。脱模性差：通常可添加一些巴西棕榈蜡等植物蜡即可解决脱模性差的问题，但对过氧化物硫化体系氟橡胶，可使用异氰脲酸三烯丙酯或减少异氰脲酸甲基三烯丙酯用量，也可提高模型材质和外加脱模剂。 氟橡胶性能优异，应用领域不断拓展，制品类型多，主要有各种密封材料、胶管、胶带、胶布、绝缘材料等，国内主要用于汽车和航空航天领域。目前在汽车工业中主要应用如下所述。燃油胶管：随着无铅汽油和电喷装置等在汽车上使用，燃油胶管的结构和材质变化较大，内胶层已发展到用氟橡胶等替代丁腈橡胶。为降低燃油渗透率和进一步改善耐热性，内胶层多采用复合材料，即由氟橡胶与氯醇橡胶或丙烯酸酯橡胶组成，由于氟橡胶价格昂贵，因此氟橡胶层较薄，约为0.20.7mm，这种结构的燃油胶管已成为国外主流产品，我国也开发出这种胶管，并在桑塔那、奥迪、捷达、富康等汽车上使用。油封：在汽车发动机、变速箱、汽门油封方面，多选用氟橡胶、氢化丁腈橡胶等材料，氟硅橡胶复合油封成为最常用的发动机曲轴油封。装卸车液压系统：大型装卸车液压系统连续工作时间长，油温及机件温度上升很快，普通橡胶已不能满足要求，氟橡胶制品已成为首选。 氟橡胶密封件还被用在钻井机械、炼油设备、天然气脱硫装置上，可同时承受高温、高压、油类和强腐蚀介质等苛刻环境；在化工领域氟橡胶密封件被用在泵、管接头、设备容器中，用于密封无机酸、有机物等化学物质。作为塑料添加剂，在聚乙烯、聚丙烯挤出加工时，低黏度氟橡胶能在挤出口表面形成很薄的膜，从而增加挤出速率并使制品获得理想的外观。在宇航、建材、机械等多个领域氟橡胶也有非常重要的应用。4.4应用4.4.1重点应用 由于氟橡胶具有耐高温、耐油、耐高真空及耐酸碱、耐多种化学药品的特点，已应用于现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等尖端技术及汽车、造船、化学、石油、电讯、仪器、机械等工业领域。4.4.2典型应用 氟橡胶密封件，用于发动机的密封时，可在200250下长期工作，在300下短期工作，其工作寿命可与发动机返修寿命相同，达10005000飞行小时（时间510年）；用于化学工业时，可密封无机酸（如140下的67%的硫酸、70的浓盐酸，30%的硝酸），有机溶剂（如氯代烃、苯、高芳烃汽油）及其它有机物（如丁二烯、苯乙烯、丙烯、苯酚、275下的脂肪酸等）；用于深井采油时，可承受149和420个大气压的苛刻工作条件；用于过热蒸汽密封件时，可在160170的蒸汽介质中长期工作。在单晶硅的生产中，常用氟橡胶密封件以密封高温（300）下的特殊介质三氯氢硅、四氯化硅、砷化镓、三氯化磷、三氯乙烯以及120的盐酸等。在高真空应用方面，当飞行高度在200300Km时，气压为13310-6 Pa（10-6mmHg），氯丁橡胶，丁橡胶、丁基橡胶均可应用；当飞行高度超过643Km时，气压将下降为13310-7Pa（10-7mmHg）以下，在这种高真空中只有氟橡胶能够应用。一般在高真空或超高真空装置系统使用前，需经过高温烘烤处理，26型、246型氟橡胶能承受200250高温老化，因此成为高真空设备及宇宙飞行器中最主要的橡胶材料。用氟橡胶制造的胶管适用于耐高温、耐油及耐特种介质场合，如用作飞机燃料油、液压油、合成双酯类油、高温热空气、热无机及其它特种介质（如氯化烃及其它氯化物）的输送、导引等。用氟橡胶制成的电线电缆屈挠性好，且有良好的绝缘性。氟橡胶制作的玻璃纤维胶布，能耐300的高温和耐化学腐蚀。芳纶布涂氟胶后，可以制作石油化工厂耐高温、耐酸碱类储罐间的连接伸缩管（两端可有金属法兰连接），可承受高压力、高温度和介质腐蚀，并对两罐的变形伸缩起缓冲减震连接作用。尼龙布涂氟胶后制成的胶布密封袋，作为炼油厂的内浮顶贮罐用软密封件，起到密封、减少油液面的挥发损失等作用。23型、四丙型氟橡胶主要用作耐酸、耐特殊化学品的腐蚀性密封场合。羟基亚硝基氟橡胶主要用作防护制品和密封制品，以溶液形式作为不燃性涂料，应用于防火电子元件及纯氧中工作的部件。其溶液和液体橡胶可用喷涂、浇注等方法制造许多制品，如宇宙服、手套、管带、球等。也可用作玻璃、金属”濑性体、织物的胶粘剂，制造海绵及接触火箭推进剂（N2O4）的垫圈、“O”型圈、胶囊、阀尹畴各类密封件等。G型系列氟橡胶制作的密封件具有使用VitonA、B、E等氟橡胶无法达到的耐高温蒸汽性、耐甲醇汽油或含高芳香烃汽油的性能；GLT型氟橡胶、氯化磷橡胶、全氟醚橡胶等更具有宽广的使用温度范围，低温柔软性、弹性密封性等。全氟醚橡胶还具有突出的耐介质腐蚀性，在军工尖端技术中得到广泛应用。用氟橡胶制成的密封剂腻子，耐燃料油性能突出，可在200左右的油中使用，被用作飞机整