全氟醚橡膠FFKM發(fā)展(小議)
全氟醚橡膠(FFKM)是以四氟乙烯(TFE)、全氟(甲基乙烯基)醚(PMVE)為主要成分及少量硫化點(diǎn)單體(CSM)組成的共聚物,是所有橡膠中耐高溫和耐化學(xué)介質(zhì)性能最為優(yōu)異的品種[1]。全氟醚橡膠由美國(guó) DuPont公司1968年發(fā)明,1975年正式對(duì)外銷售,商品名為 Kalrez,目前仍是全球主要供應(yīng)商,歐洲Solvay Solexis、日本 Daikin和俄羅斯列別捷夫合成橡膠研究院也有批量生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)某研究院于上世紀(jì)70年代開始全氟醚橡膠的研制工作。由于缺乏技術(shù)資料,原材料購(gòu)買困難,試驗(yàn)條件落后等原因,試驗(yàn)工作進(jìn)展較慢,到80年代初方合成出樣品。后來(lái)因種種原因,研究工作完全停止。2006年完成了 PMVE 和 CSM 的合成以及橡膠聚合技術(shù)研究,建立了批量生產(chǎn)裝置,使我國(guó)成為了世界上少數(shù)幾個(gè)掌握全氟醚橡膠單體合成及橡膠聚合技術(shù)的國(guó)家之一。
PMVE的工業(yè)化生產(chǎn)有兩條技術(shù)路線,一條為六氟環(huán)氧丙烷(C3F6O)/氟光氣(COF2)路線,其基本原料為六氟環(huán)氧丙烷、無(wú)水氟化氫(HF)及一氧化碳(CO)[2];另一條為二氯二氟乙烯(CFCl=CFCl)/氟氧基三氟甲烷(CF3OF)路線,起始原料為二氟四氯乙烷(F112),HF及 CO[3]。CSM 是合成全氟醚橡膠的關(guān)鍵單體,各生產(chǎn)商對(duì)其結(jié)構(gòu)及合成方法都十分保密。一般來(lái)講 CSM 有全氟苯氧基(—OC6F5)、腈基(—CN)和溴基(—Br)幾種類型。不同 CSM 的硫化機(jī)理不同,橡膠的性能也有差異。TFE、PMVE 及CSM 在含表面活性劑、引發(fā)劑和其它助劑的水溶液中進(jìn)行自由基型乳液聚合,得到三元共聚體,其中PMVE含量約20%~35%(mol),CSM 含量約0.5%~3%(mol)。全氟醚橡膠的分子主鏈為 C—C鍵,而且 C上的 H 全部被 F取代,支鏈上有—OCF3基團(tuán),其主鏈結(jié)構(gòu)與聚四氟乙烯完全相同。全氟醚橡膠具有優(yōu)異的綜合性能,耐高溫性能是所有橡膠中最好的,長(zhǎng)期使用溫度為280℃,特殊品種可達(dá)300℃以上;耐介質(zhì)性能極為優(yōu)異,能耐各種強(qiáng)氧化性、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)、各種有機(jī)溶劑和油料;耐候性和氣密性也非常好。
全氟醚橡膠是一種適應(yīng)性廣泛的橡膠品種,主要用于石油、化工、農(nóng)藥、機(jī)械及半導(dǎo)體工業(yè),作為“O”形圈、“V”形環(huán)用于機(jī)械密封、泵、閥、壓縮機(jī)、連結(jié)件、儀表或其它設(shè)備上。凡是工作條件苛刻而其它密封材料不能勝任的場(chǎng)合,都可以采用全氟醚橡膠使問(wèn)題得到解決[1]。國(guó)產(chǎn)全氟醚橡膠可采用兩種硫化體系進(jìn)行硫化,一是含全氟苯氧基的 CSM,基于親核取代反應(yīng)的硫化體系(簡(jiǎn)稱 FPh-CSM);二是含溴基的 CSM,基于自由基加成反應(yīng)的硫化體系(簡(jiǎn)稱 Br-CSM)