Список тематических статей

Фторкаучуки

Синтетические каучуки, получаемые сополимеризацией фторсодержащих мономеров. Отличительная особенность фторкаучука – сочетание высокой теплостойкости с химической стойкостью к различным агрессивным средам в широком интервале температур; характеризуются также хорошими физико-механическими свойствами, в том числе сопротивлением истиранию, газонепроницаемостью, невоспламеняемостью, удовлетворительными диэлектрическими свойствами, умеренной радиационной стойкостью. Растворимы в гексафторбензоле, кетонах, сложных эфирах, не растворимы в углеводородах, спиртах, не набухают в воде.

Различают карбо- и гетероцепные фторкаучуки. Наибольшее промышленное применение получили карбоцепные фторкаучуки на основе винилиденфторида (ВФ) – главным образом сополимеры с трифторхлорэтиленом (ТФХЭ), гексафторпропиленом (ГФП) и перфгорметилвиниловым эфиром (ПФМВЭ), а также тройные сополимеры (терполимеры) ВФ, ГФП и тетрафторэтилена (ТФЭ).

Карбоцепные фторкаучуки – аморфные полимеры с линейным и (или) глобулярным расположением слаборазветвленных макромолекул; молярная масса (1-5)·105. В некоторых типах фторкаучук содержится значительное количество (до 80% по массе) глобулярного микрогеля с размером глобул 40-150 нм. Свойства фторкаучука во многом зависят от их молекулярной структуры (тип каучука, соотношение мономеров, MMP). При нагреве выше 200^оC, а также при взаимодействии с щелочами, аминами и тому подобным, фторкаучук отщепляют галогеноводороды (HF, HCl); при этом в молекуле образуются изолированные или сопряженные двойные связи, участвующие в вулканизации.

Получают фторкаучук эмульсионной сополимеризацией фторолефинов в присутствии инициаторов (обычно персульфата аммония), эмульгаторы – соли щелочных металлов перфгоркарбоновых и перфторалкилсульфокислот, регуляторы сополимеризации – спирты, углеводороды, бром- и иодперфторалканы.

Резиновые смеси на основе фторкаучука изготовляют и перерабатывают на обычном оборудовании. Вследствие повышенной жесткости некоторых фторкаучуков и резиновых смесей, а также их сильного разогрева при обработке загрузка вальцов должна быть меньше обычной, а охлаждение более интенсивным. Экструзию и инжекцию обычно осуществляют на двухшнековых машинах. Типичная рецептура резиновых смесей включает (массовых частей на 100 г фторкаучука): вулканизующие агенты (1-6), акцепторы галогеноводородов (3-15), наполнители (10-30), технологические (воски) и другие добавки (до 15). Основные вулканизующие агенты: диамины и их производные, дифенолы (в сочетании с четвертичными аммониевыми и фосфониевыми солями), пероксиды, хелаты типа салицилальдимина меди, используют также g-излучение; основные наполнители: технический углерод, графит, тонкодисперсный SiO₂, мел, BaSO₄; акцепторы HHal – оксиды и гидроксиды металлов. Вулканизацию проводят в 2 стадии: формование в прессе (150-200^оC, 5-6 минут) или автоклаве с острым паром (120-155^оC, от 20 мин до 4 часов); довулканизация в термостате (200-250^оC, 24 часов).

В зависимости от типа вулканизующей системы и наполнения вулканизаты имеют S_раст 10-30 МПа, относительное удлинение 100-300%, твердость по Шору А 40-90, сопротивление раздиру 25-70 кН/м, температуру хрупкости от -25 до 50^оC; остаточная деформация при сжатии (150-200^оC, 72 часов) – до 70%.

Основное направления модификации фторкаучуков – повышение вулканизационной активности, улучшение технологических свойств, синтез морозостойких каучуков. Для повышения вулканизационной активности в состав фторкаучука вводят мономеры с функциональными группами (бром- или иодолефины). Для улучшения технологических свойств применяют смеси фторкаучуков с этиленпропиленовым, фторсилоксановым и другими каучуками. Получены также гомополимеры фторакрилатных каучуков с длинными боковыми кислородсодержащими цепями (температура стеклования -55^оC): исходный мономер CH₂= СНСООСН₂(СF₂)₂OСF₃.

Резины на основе этих фторкаучуков морозостойки и негорючи (каучуки формулы I), способны длительно работать при высоких температурах (II), стойки к действию углеводородных сред.

Фторкаучуки используют в производстве уплотнителей, рукавов шлангов, мембран, резинотканевых материалов, гуммировочных покрытий и других изделий, работающих при высоких температурах и в контакте с агрессивными средами.

Гладкова Наталья