刘宏彬
（哈尔滨东安实业发展有限公司 黑龙江省 哈尔滨市 150066）
摘要：在多种氟橡胶中，最常用的为氟烯烃聚合物和氟烯烃与含氟乙烯基醚的共聚物。氟橡胶中含有氟原子，氟原子与碳原子组成的性能很高，同时氟原子有极大的吸附效应，有赖于这种特殊的分子结构，使得氟橡胶具有优异的耐热性、耐药品性等多种性能。因此，加强氟橡胶的硫化工艺性研究就显得尤为重要了。
关键词：氟橡胶；硫化；工艺；研究
氟橡胶硫化又称熟橡胶或橡皮，具有不变黏，不易折断等特质。硫化后生胶内形成空间立体结构，具有较高的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶剂中的不溶解性等。硫化工艺主要是需要掌握硫化的本质和影响硫化的因素,硫化条件的确定和实施方法，硫化使氟橡胶的塑性降低，弹性增加，来抵抗外力变形的能力大大增加，并提高了其他物理和化学性能，使氟橡胶成为具有使用价值的工程性材料。
一、氟橡胶的硫化工艺特性
（一）氟橡胶制品绝大部分是硫化橡胶。从氟橡胶的生产工艺来看，它的配方一般包括生胶、硫化剂、催化剂、补强剂和助剂等几个方面。在满足所需交联度的条件下，硫化剂应尽量少用，虽然增加补强剂对机械强度的提高和电性能有利，但用量也不宜过多，否则对耐热性有很大影响。氟橡胶分子中存在着—CH2—CF2—链节，由于氟原子极强的电负性，使之在热和碱性化合物（如胺、氧化镁等）存在时，易于脱出氟化氢形成易极化的双键， 这种含氟烯烃结构很容易与亲核试剂如胺类、酚类加成，并生成交联键。
（二）可以用多种非硫磺交联剂进行交联。随着氟橡胶工业的发展，可以利用双酚 AF 进行的多醇硫化，由于硫化速度快、硫化物性能稳定而成为时下最常用的硫化方法。此法需要有硫化促进剂（有机四级磷盐、有机四级铵盐）和受氧剂（过氧化镁 /氢氧化钙配比组合）。通常硫化剂与硫化促进剂是预先配好的复合物。因此硫化的更科学的意义应是"交联"或"架桥"，即线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程。
（三）从氟橡胶的生产工艺来看，它的配方一般包括生胶、硫化剂(交联剂)、催化剂、补强剂和助剂等几个方面。在满足所需交联度的条件下，硫化剂应尽量少用，虽然增加补强剂对机械强度的提高和电性能有利，但用量也不宜过多，否则对耐热性有很大影响。一般的氟橡胶聚合物中含有大量碳氢集团，在化学药品腐蚀及其它严苛的条件下容易劣化。
四氟乙烯与全氟烷基乙烯醚共聚所得的氟橡胶中所有氢原子全部被氟原子取代，因而具有优良的耐热、耐腐蚀性能。
二、氟橡胶的硫化工艺
（一）硫化诱导。橡胶受热变软，遇冷变硬、发脆，不易成型，容易磨损，易溶于汽油等有机溶剂，分子内具有双键，易起加成反应，容易老化。所以，目前很多橡胶密封件或橡胶制品生产单位采用二次硫化技术制作橡胶密封产品，技术也随着时代变迁，不断的更新，不断被优化。硫化诱导期（焦烧时间）内，交联尚未开始，胶料有很好的流动性。这一阶段决定了 胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点，胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶本身性质有关，主要取决于所用助剂。
（二）预硫。硫化诱导期以后便是以一定速度进行交联的预硫化阶段。预硫化期的交联程度低，即使到后期硫化胶的扯断强度，弹性也不能到达预想水平，但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。硫化过程中发生了硫的交联，这个过程是指把一个或更多的硫原子接在聚合物链上形成桥状结构。反应的结果是生成了弹性体，它的性能在很多方面都有了改变,硫化剂可以是硫或者其它相关物质。
（三）正硫化。橡胶达到正硫化所需的最短时间，也称为正硫化时间。正硫化应是胶料达到最大交联密度时的硫化状态，正硫化时间应由胶料达到最大交联密度所需的时间来确定比较合理。在此阶段中，胶料的各项物理机械性能保持最高值，但橡胶的各项指标往往不会再同一时间达到最佳值，因此准确测定和选取正硫化点就成为确定硫化条件和获得产品的最佳性能的决定因素。正硫化时间有理论正硫化时间、工艺正硫化时间和工程正硫化时间。在实际应用中是根据某些与交联密度成正比的最主要性能指标来选择最佳点，确定正硫化时间 。硫化反应的动力学研究表明，正硫化是指胶料达到最大交联密度时的硫化状态，正硫化时间是指达到最大交联密度时所需要的时间。若制品厚度为5.8mm 或小于 6.5mm ，并且，胶料的成形工艺条件可以认为是均匀受热状态，那么，制品的硫化时间与硫化曲线中所测得的正硫化时间相同。若制品壁厚大于 6.5mm ，每增加 0.8mm 的厚度，则测试的正硫化时间增加 1min。
（四）过硫。由于在一次硫化时，里面的过氧化物会分解发生高聚物反应，产生一些低分子化合物(如苯、苯甲酸等)，这些低分子化合物混在橡胶中会降低橡胶的机械性能，寿命降低。所以为降低成本，提高产能，常缩短一次硫化时间，然后在二次硫化时延长时间，保证产品充分硫化的同时，也是提高自身竞争力。对任何橡胶来说，硫化时不只是产生交联，还由于热及其它因素的作用产生产联链和分子链的断裂。这一现象贯穿整个硫化过程。在过硫阶段，如果交联仍占优势。轻微的过硫(指定伸强度加大而拉伸强度尚未下降之时)，对弹性、永久变形、溶胀等性质往往比正硫化时有利，而对于耐老化、扯断伸长率、抗撕裂和耐磨等是不利的。
三、结束语
氟橡胶硫化是橡胶生产加工过程中的一个非常重要的阶段，也是最后的一道工序。这一过程赋予氟橡胶各种宝贵的物理性能，使氟橡胶成为广泛应用的工程材料，在许多重要部门和现代尖端科技如交通、能源、航天航空及宇宙开发的各个方面都发挥了重要作用。
参考文献：
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