氟硅橡膠是在有機氟和有機硅兩種材料基礎上發展而來的新材料，其彌補了有機硅材料的耐油、耐化學腐蝕和耐極端低溫性能方面的不足,實現了有機硅材料和有機氟材料的優勢互補。氟硅橡膠所用基礎聚合物主要為聚三氟丙基甲基硅氧烷，其主鏈仍由硅氧鍵構成，但硅原子上的部分甲基被含氟有機基團(通常為三氟丙基)取代。


氟硅橡膠集合了高鍵能的硅氧鍵和對碳碳鍵具有屏蔽效應的碳氟鍵，表現出優異的耐高低溫、耐環境老化、耐油和耐化學腐蝕等性能，一經研制成功便應用到航空領域。


氟橡膠（FKM）應用領域廣泛 行業發展前景較好


氟橡膠（FKM）指主鏈或側鏈的碳原子上含有氟原子的合成高分子彈性體。氟橡膠含有氟原子，具有耐油、抗氧化、耐腐蝕、耐熱等優點，在家用電器、航空航天、汽車制造、國防工業等領域應用廣泛。按化學組成不同，氟橡膠可分為亞硝基氟橡膠、含氟烯經類氟橡膠、氟化磷腈橡膠、氟硅橡膠等。


氟橡膠主要原材料包括硫化劑、吸酸劑、生膠、補強填充劑、橡膠促進劑等。成型為氟橡膠生產關鍵環節，對其質量及性能其決定作用。目前氟橡膠主流成型方法包括涂覆成型、平板模壓成型、注射成型、擠出成型以及注壓成型等。不同成型方法適用于不同型號的氟橡膠，隨著技術成熟度提高，我國氟橡膠產量不斷增長，2022年已達到2.4萬噸。


氟橡膠種類豐富，包括亞硝基氟橡膠、含氟烯經類氟橡膠、氟硅橡膠等。氟硅橡膠（FVMQ）兼具有機氟和有機硅的特性，在眾多領域應用廣泛。氟硅橡膠屬于特種氟橡膠，我國為氟橡膠生產大國，但與海外發達國家相比，我國特種氟橡膠技術水平較為落后，高端產品需依賴進口，這是行業發展面臨的主要挑戰。


氟橡膠主要應用于家用電器、航空航天、汽車制造、國防工業等領域。在航空航天領域，氟橡膠可用于生產潤滑油、液壓油、燃料油等高溫和腐蝕性化學品的密封件；在汽車制造領域，氟橡膠可用于制造發動機油封、燃油膠管、渦輪增壓器軟管等。在下游需求拉動下，我國氟橡膠市場規模不斷擴大，2022年達到1.2億元。


我國氟橡膠生產企業眾多，市場競爭激烈。昊華化工科技集團股份有限公司、浙江巨化股份有限公司、國新文化控股股份有限公司、浙江永和制冷股份有限公司、山東東岳化工集團等為我國氟橡膠市場主要參與者。近年來，巨化股份專注于氟橡膠技術改造，目前公司年產能達0.3萬噸。


氟硅橡膠的市場


目前，美國、德國、日本等國家的大型化工企業正積極開展對氟硅橡膠的研究，全球氟硅橡膠年產量約為10kt。全球氟硅橡膠市場規模正以7.4%的復合年均增長率增長，預計到2026年，全球市場規模將增至3.28億美元。


目前國內部分廠家已能工業化生產氟硅橡膠基礎聚合物，但其RTV氟硅橡膠產品還在開發中。因氟硅橡膠單體及聚合物生產過程中的環保要求，以及原料價格、工藝難度等問題，氟硅橡膠基礎聚合物成本偏高，具有價格優勢的市場化產品尚未實現。


氟硅橡膠的特性


FVMQ氟硅橡膠O型圈在維持有機硅材料的耐溫性，抗寒性，耐高電壓性，耐氣侯脆化等出色特性的基本上，因為含氟量酯基的導入，它又具備有機氟原材料出色的耐氫類有機溶劑，耐酸堿，耐腐蝕性和更低的表面特性。


1、耐酸堿、耐水洗、耐化學品性


氟硅橡膠與羥基乙烯基硅橡膠對比，其耐酸堿、耐水洗、耐化學品性極為優質;即便與氟膠對比，耐酸堿、耐水洗性也是優良的。在同樣物質、溫度、時間下預浸后均顯示信息出了優質的使用性能，可以說氟硅橡膠是唯一一種在-68℃~232℃下耐非極性物質的聚氨酯彈性體。氟硅橡膠的耐含甲醇汽油性也比較好，即便在車用汽油/乙醇混和管理體系中，其硫化橡膠膠的強度、抗拉強度、容積轉變都不大，經500h長期的預浸實驗后，各類物理性能也基本上沒有轉變。


2、耐溫性


氟硅橡膠的高溫溶解與硅橡膠一樣，即:主鏈空氣氧化、主鏈斷裂、主鏈分解反應和造成各種各樣復合型反映。因為溶解物質也會造成主鏈斷裂，因此耐溫性一般比硅橡膠要差一些，在200℃的溫度下已剛開始空氣氧化脆化。但根據加上鐵、鈦、希土類金屬氧化物等小量的無鹵阻燃劑便可使其得到明顯的改進，即便在250℃高溫下也具備充足的耐溫性。溫度對氟硅橡膠危害比硅橡膠大，但比氟膠小。海外還科學研究了氟硅橡膠在150℃×2000h、175℃×5000h、200℃×4000h標準下的使用期，其結果是僅次羥基乙烯基硅橡膠。


3、抗寒性


氟硅橡膠與一般硅橡膠一樣，超低溫特性優良。因為氟硅橡膠是以綿軟的Si-O主導鏈組成的線形聚合物，因此超低溫特點好于以C-C主導鏈的氟膠。在其中，氟硅橡膠(LS-2370U)的超低溫特點更強，延性溫度低達-89℃，而一般的氟膠約為-30℃。


4、電氣性能、耐輻射源特性


氟硅橡膠的電氣性能與一般硅橡膠相仿，但非常寶貴之處是在高溫、超低溫、濕冷、油、有機溶劑、化學品、活性氧等嚴苛標準下的轉變不大。氟硅橡膠的耐輻射源特性并不突顯，但耐輻射源脆化特性好于羥基乙烯基硅橡膠。


5、物理性能


氟硅橡膠與一般硅橡膠一樣，硫化橡膠膠的沖擊韌性(非常是撕破抗壓強度)較為低。因而，改進和提升氟硅橡膠的抗壓強度也是一個關鍵的課題研究。


6、其他特點


氟硅橡膠的耐天候脆化性十分優質，即便曝露五年后，仍維持有優良的特性。活性氧是聚氨酯彈性體脆化時轉化成數最多的汽體之一，但氟硅橡膠根據動態性或靜態數據實驗后都未發覺有開裂或裂痕的狀況。除此之外，氟硅橡膠的除霉性、生理學可塑性、抗凝血性也是十分優良的。


總結


雖然全球經濟不景氣，但氟硅橡膠材料屬于高尖新材料，是產品升級換代所需的材料，是符合節能環保的材料，符合了全球經濟環保節能的發展方向。


比如汽車對尾氣排放的要求越來月苛刻，原來用普通硅橡膠密封的部位，就改用更耐油的氟硅橡膠；用全氟醚潤滑油代替烴類合成油，延長使用壽命，減少停車維修時間。隨著我國氟硅橡膠市場的發展氟硅橡膠的技術的研發和市場狀況成為業內企業關注的焦點。


文章來源： 生意社 ，新思界網，橡膠技術網