低温型含氟弹性体

弹性世界

　　近期，汽车行业对橡胶密封材料的要求逐渐提高。其实早在2004年，加利福尼亚空气资源委员会和环境保护机构制定的新环保条例即已生效，这些新条例分别称为LEV II和Tier II，它们要求汽车的蒸发排放物量较过去更低，同时汽车上各个系统装置的使用寿命要增长到15年，或者是可使用24万公里。因此，必需使用特种弹性体，例如低温型含氟弹性体，来满足低排放以及长使用寿命的共同需要。
/ W, c2 b' b! k% N
　　本文旨在研究低温型含氟弹性体长时间的抗燃料和热老化性能。诸如FKM-GLT和FKM-GFLT等聚合物结合了良好的抗燃料和热老化以及抗压缩变形性能，还具有含氟弹性体的低温柔顺性，在业内为人所熟知。由传统工艺制造的GLT和GLFT经过先进聚合物体系(Advanced Polymer Architecture，简称APA)工艺升级为GLT-S和GFLT-S。以前的文献里已有记录。另外，文献中还介绍了一种称之为GBLT-S的新型低温FKM。本文平行测试了用传统工艺与先进聚合物体系工艺制造的两类弹性体，并对遵照严格测试规范所得到的结果进行比较。

( n7 [/ g$ {* v. F+ l& G! p: z' F3 {+ c; ~　　试验

$ i, d* p/ [, T! P6 P　　◆测试材料

5 l  ?& b" n7 I, ^5 U4 P$ h　　选用5种低温型含氟弹性体，评估其老化性能。试验的FKM种类分别为：

  S" [9 [" H; W0 G( o0 H: y4 @　　GLT：含有传统过氧化物硫化点的含氟64%的VF2-PMVE-TFE共聚物。它是最早的低温型FKM聚合物，用以满足例如AMS-R-83485标准。GLT-600S：采用APA工艺制造的含氟64%的VF2-PMVE-TFE共聚物。含有改良的过氧化物硫化点。在下文中称为GLT-S。GBLT-600S：采用APA工艺制造的VF2-PMVE-TFE共聚物，含氟66%。含有改良的过氧化物硫化点。在下文中称为GBLT-S。GFLT：使用传统过氧化物硫化点单体制造的VF2-PMVE-TFE共聚物，氟含量高达67%。用来满足以下标准，例如GM6269M、Ford M2D401-A3和Daimler-Chrysler MSBZ-832-Grade F。GFLT-600S：采用APA工艺制造的VF2-PMVE-TFE共聚物，氟含量高达67%。

　　◆试验基材和细节

/ c1 q5 _2 u# m% p　　5种弹性体都在实验室内的搅拌器中混合成30 MT的黑色试样，如表1所示。样品板在177℃下于压模中硫化5分钟。传统工艺制造的聚合物GLT和GFLT在空气循环炉中于232℃下后硫化16小时，而先进聚合物体系工艺制造的产品则在232℃下仅后硫化4小时。然后切割出拉伸样品，按照规范说明浸泡在燃料油中，或者是在热空气炉内老化。在一定时间间隔内进行测试，以便记录试验趋势。
" I# W2 m* z. }# [* y
　　测试所用的燃料油为CM-15A和酸性燃料PN180。CM-15A是85%燃料C与15%甲醇的混合物。甲醇由腐蚀性的水配制，水中含痕量的盐(例如氯化钠和硫酸钠)以及甲酸。在1升甲醇中加入5毫升腐蚀性水，需要准备测试燃料时再与燃料C混合。用CM-15A老化5000小时过程中，每周更换一次燃料油。老化在置于摩擦气流的帕尔(Parr)压力容器中进行，老化温度为60℃。进行拉伸试验的时间间隔为168、672、2000、3000、4000和5000小时。酸性燃料油按照以下方法制备：在含80%燃料C、15%甲醇和5%叔丁基醇的混合物中加入铜离子和叔丁基过氧化氢，将过氧化值增加到180。酸性燃料油老化的试验也在置于摩擦气流的帕尔压力容器中进行，老化温度为60℃。在Ford的很多文献中可以找到试验燃料制备和测试条件的更多细节。