| 三氟丙基甲基乙烯基硅橡膠簡稱氟硅橡膠(FVMQ)。氟硅橡膠生膠*早在20世紀60年代初期由美國道康寧公司研制成功，前蘇聯也在同時期生產出氟硅橡膠CKTΦT-100和CKTΦT-50，我國則是在20世紀80年代由上海有機氟材料研究所中試成功相當于CKTΦT-100的SF系列氟硅橡膠生膠。氟硅橡膠兼具氟橡膠和硅橡膠的特點，具有良好的耐油、耐溶劑性能和優異的耐熱耐低溫性能；因此在航空工業中有著重要的應用。氟硅橡膠是目前**能在-68～230℃的燃油介質中使用的彈性體。美國早在20世紀60年代就開始在飛機上使用氟硅橡膠；20世紀70年代后，西方國家的**作戰飛機已普遍使用了該材料。氟硅橡膠FS6265由本院開發，并已在國產飛機和飛機大修中得到廣泛使用，主要用作飛機燃油系統中的固定和限動密封件。 1 實驗 1.1 主要原料及設備 氟硅橡膠膠料：F86265，自制。 壓力成型機：YXD-0.50 MN，上海西瑪偉力橡塑機械有限公司；拉力試驗機：IN-STRON3366，美國英斯特朗公司。 1.2 試樣的制備 標準試片：在165℃下熱壓硫化15 min，壓機表壓為10 MPa；在烘箱中進行二次硫化，從室溫升至200℃，并保持4h。 測試恒定壓縮**變形用試樣：165℃下熱壓硫化25 min，壓機表壓為10MPa；在烘箱中進行二次硫化，從室溫升至200℃并保持4h。 1.3 性能測試 力學性能：按GB/T528-1998、GB/T531-1999測試；熱空氣老化性能：按GB/T3512-2001測量；壓縮**變形：按GB/T1683-1981測量，壓縮率20%；壓縮耐寒系數：參考GB/T1690-1992和GB/T6034-1985進行測試，試樣為?10mm×10mm圓柱，先在自由狀態下進行150℃的耐油試驗，分3次取樣，每次取樣后在-60-0℃之間選8點測低溫壓縮耐寒系數；耐液體性：按：GB/T1690-1992測試。 2 結果與討論 2.1 氟硅橡膠在200℃熱空氣中的長期老化性能 氟硅橡膠在200℃熱空氣中的加速老化試驗結果見表1。從表1可以看出，氟硅橡膠在50天的200℃熱空氣老化過程中，其力學性能發生了明顯變化。在熱空氣老化過程中，其硬度總體呈上升趨勢，表現為硬化老化，但硬度變化不大，僅增加6度；其拉伸強度明顯下降，從初始值9.3MPa下降到3.9MPa，*大變化為-61%；其扯斷伸長率明顯下降，從初始值271%下降到170%，*大變化為-37%；其恒定壓縮**變形持續增大，從1天時的29%增加到50天時的97%，規律性很強。氟硅橡膠在200℃的熱空氣中連續老化10天后，其硬度僅增加2度，拉伸強度5.1MPa，扯斷伸長率230%，仍保持較好的力學性能。表明氟硅橡膠FS 6265具有良好的熱空氣老化性能。 表1 氟硅橡膠在200℃的熱空氣中加速老化的試驗結果 時間/天 | 邵爾A硬度/度 | 硬度變化/度 | 位伸強度/MPa | 拉伸強度變化率/% | 扯斷伸長率/% | 扯斷伸長率變化率/% | 恒定壓縮**變形/% | 0 | 66 | - | 9.3 | - | 271 | - | - | 1 | 70 | +4 | 8.1 | -13 | 260 | -4 | 29 | 2 | 68 | +2 | 7.5 | -19 | 245 | -10 | 38 | 3 | 71 | +5 | 7.1 | -24 | 235 | -13 | 47 | 4 | 69 | +3 | 6.6 | -29 | 265 | -2 | 52 | 5 | 68 | +2 | 7.8 | -16 | 250 | -8 | 58 | 7 | 69 | +3 | 5.3 | -43 | 240 | -11 | 65 | 10 | 68 | +2 | 5.1 | -45 | 230 | -15 | 74 | 15 | 69 | +9 | 4.1 | -56 | 200 | -26 | 81 | 20 | 70 | +4 | 4.0 | -57 | 190 | -30 | 85 | 30 | 71 | +5 | 3.6 | -61 | 175 | -35 | 93 | 50 | 72 | +6 | 3.9 | -58 | 170 | -37 | 97 |
2.2 氟硅橡膠在150℃的RP-3航空煤油中的長期老化性能 氟硅橡膠作為航空煤油系統用密封材料，主要在航空煤油中使用；因此考察了其在150℃的RP-3航空煤油中的長期老化性能，結果如表2所示。 表2 氟硅橡膠在150℃的RP-3航空煤油中的長期老化的試驗結果 時間/天 | 邵爾A硬度/度 | 硬度變化/度 | 拉伸強度/MPa | 拉伸強度變化率/% | 扯斷伸長率/% | 扯斷伸長率變化率/% | 恒定壓縮**變形/% | 體積變化率/% | 0 | 66 | - | 9.3 | - | 271 | - | - | - | 1 | 57 | -9 | 5.3 | -43 | 178 | -34 | -11 | 18.2 | 2 | 54 | -12 | 5.2 | -44 | 208 | -23 | -8 | 21.7 | 3 | 53 | -13 | 5.3 | -43 | 190 | -30 | -6 | 21.5 | 5 | 53 | -12 | 5 | -46 | 189 | -30 | 0 | 22.4 | 7 | 56 | -10 | 5.1 | -45 | 176 | -35 | 0.1 | 18.9 | 10 | 49 | -17 | 4.5 | -52 | 172 | -37 | 5 | 21.7 | 15 | 51 | -15 | 4 | -57 | 170 | -37 | 13 | 23.7 | 20 | 50 | -16 | 4 | -57 | 171 | -37 | 22 | 25 | 30 | 50 | -16 | 4.1 | -56 | 170 | -37 | 29 | 23.6 | 50 | 49 | -17 | 3 | -68 | 162 | -40 | 48 | 18.8 | 70 | 47 | -19 | 2.7 | -71 | 143 | -47 | 56 | 22.4 |
從表2中可以看出，氟硅橡膠在150℃的RP-3航空煤油中長期老化的過程中，其性能發生了很大變化。氟硅橡膠在150℃的RP-3航空煤油中浸泡，一方面，由于體積增加約20%，引起硬度明顯下降；另一方面，交聯網絡不斷被破壞，基本上處于無氧狀態老化，硬度呈現明顯下降趨勢，表現為軟化老化。其拉伸強度變化率從-43%下降到-71%；扯斷伸長率變化率從-34%下降到-47%。而恒定壓縮**變形由于開始時氟硅橡膠是正膨脹，所以為負值；隨著老化時間的增加，恒定壓縮永冬變形不斷增大，從-11%增大到56%。其體積變化率在18%-25%之間，變化規律不明顯。在150℃的RP-3航空煤油中老化10天后，氟硅橡膠的硬度為49度，拉伸強度為4.5MPa，扯斷伸長率為172%，恒定壓縮**變形為5%，體積變化率為21.7%；因此，氟硅橡膠FS6265具有良好的耐150℃RP-3航空煤油的性能。 2.3 氟硅橡膠在150℃的RP-3航空煤油中浸泡后的壓縮耐寒系數 為了考察氟硅橡膠在RP-3航空煤油中的低溫密封性能，將其在150℃的RP-3航空煤油中浸泡后測試壓縮耐寒系數，結果如表3所示。 表3 氟硅橡膠在150℃的RP-3航空煤油中浸泡后的壓縮耐寒系數 溫度/℃ | 壓縮耐寒系數 | 浸泡5天后 | 浸泡20天后 | 浸泡70后 | 0 | 0.86 | 0.83 | 0.79 | -10 | 0.85 | 0.8l | 0.77 | -20 | 0.82 | 0.78 | 0.75 | -30 | 0.78 | 0.75 | 0.71 | -40 | 0.68 | 0.65 | 0.60 | -45 | 0.63 | 0.57 | 0.50 | -50 | 0.54 | 0.48 | 0.43 | -60 | 0.24 | 0.24 | 0.18 |
從表3中可以看出，在150℃的RP-3煤油中浸泡5天、20天、70天后，氟硅橡膠的壓縮耐寒系數有一定下降，但在-50℃時仍大于0.40，在-60℃時仍大于0.15；而RP-3航空煤油的冰點不高于-47℃，因此可以保證氟硅橡膠在RP-3煤油中經150℃高溫老化10天后在-50℃下仍具有良好的密封性能。 3 結論 氟硅橡膠FS6265在200℃的熱空氣中或150℃的RP-3航空煤油中老化10天后仍能保持較好的力學性能，且在150℃的RP-3航空煤油中老化10天后在-50℃下仍具有良好的密封性能，這是通用氟硅橡膠膠料不能達到的；因此，氟硅橡膠FS6265是航空煤油的**密封材料 |