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1、道康宁新一代Silastic 氟硅橡胶极端环境下的汽车应用 中国汽车技术论坛上海2006 9 26 27 廖骏道康宁工程弹性体工业亚太区研发和技术服务经理大中华区商务经理 氟硅橡胶产品的演化 力学性能 氟硅橡胶产品的演化 耐磨性 Testconditions 72rpms 5000cycles H 18wheels 1kgload 推翻旧观念 工业界长期存在的旧观念 FSR的力学性能不如FKM在宽广的工作温度范围内这种观念适用吗 邀请独立研究单位针对以上问题进行研究研究由RAPRA完成对FKM和Silastic FSR进行对比研究在 60 200OC范围内对典型的FKM和Silastic FS
2、R胶料进行对比拉伸性能 拉伸强度 扯断伸长率 100 定伸应力 撕裂强度 FSR FKM对比研究小结 关键要点 Silastic FSR的性能对温度的变化相对不敏感Silastic FSR在较宽的温度范围内 相对FKM而言 更多地保持了弹性体的特性当温度高于100OC时Silastic FSR的拉伸强度与FKM相当Silastic FSR的撕裂强度高于FKM 耐温性传统方法 在老化温度下恒温 冷却 测试 如果推荐不合适 老化后FSR的拉伸强度会损失30 40 优化后FSR老化后的性能与未老化相比几乎没有变化 拉伸强度和扯断伸长率的变化 5 7days 200C 耐温性传统方法 在老化温度下恒温
3、 冷却 测试 同样推荐不合适 老化后FSR的性能会损失高达80 优化后的配方可以使拉伸强度的变化 30 扯断伸长率的变化 10 耐温性新方法 在使用温度下测定性能 在室温下 FKM的拉伸强度较高 但是随温度升高急剧降低随着温度的升高 FSR的拉伸强度变化很小产品的破坏很少会发生在室温下 耐温性新方法 在使用温度下测定性能 即使在室温下 FKM的扯断伸长率也明显低于FSR 而且同样会随温度的升高而急剧下降 随温度的升高FSR的扯断伸长率的变化很小 产品的破坏很少会发生在室温下 耐温性新方法 在使用温度下测定性能 在室温下FKM显得更硬 当温度升高后会明显变软而FSR在相当宽的温度范围内 100
4、定伸应力很稳定 耐油性 油品及测试温度的选择都是很苛刻的未经优化的FSR的拉伸强度的损失率最高可达80 优化后最好的FSR配方的拉伸强度和伸长率的损失仅为10 20 配合技术中的成本控制 基体材料的选择填充体系的改进硫化技术的优化液体氟硅橡胶的使用FluorosiliconeLiquidSiliconeRubber FLSR FLSR 用来提高生产效率和降低生产成本大大缩短生产循环时间密闭体系自动化操作降低劳动力成本很少或无飞边 节约材料成本和工艺成本 氟硅橡胶在涡轮增压器胶管中的应用趋势与研究进展 涡轮增压器的发展 涡轮增压器近年来得到了明显的增长 在美国 涡轮增压发动机在重型卡车中增长强劲
5、 在欧洲 涡轮增压的柴油乘用车发动机的需求出现增长趋势 使用环境越来越苛刻 对柔性的胶管性能的要求越来越高 对氟硅橡胶的需求量将持续增长 欧洲 2004年45 的新车 大多数为乘用车 安装了柴油发动机 MercedesE320CDIBluetecIntheUSFall2006 Inordertomeetfuturegreenhousegas GHG emissionstandardsinCalifornia thevehiclemixwillneedtoincludediesels 涡轮增压器工作流程图 Figure1 DieselEngine Turbocharger ChargeAirCo
6、oler Exhaust AirIntake Hose 硅橡胶 VMQ 或HCR 常常用于需要提供耐高温的工作环境 胶管的内层可以是氟硅橡胶 FVMQ 或氟橡胶 FKM 要求内层橡胶能阻隔油的渗透 还要能满足长期使用 并能与外层橡胶形成一体 氟硅橡胶内层 耐油 芳纶纤维 增强 硅橡胶中间层 硅橡胶外层 关键性能指标 耐高温性耐油性耐燃油性层间的粘合加工性能压延共挤出 Co extrusion 硫化类型与速度储存稳定性 耐高温性 发动机罩内温度不断升高 一般要求材料在200 C下连续使用 期望材料能够在225 C和250 C甚至更高温度下工作 配方的设计开发尤为重要 优化FSR的配方后发现 其耐
7、老化性能显著提高 通常 在使用条件下测定FSR的性能 可以发现FSR具有优良的性能保持率 耐油性 胶管的内层必须能对油起到阻隔作用 阻止油向外层的渗透 从而影响到胶管的功能典型的测试方法是将材料浸入热油中 测定力学性能和体积的变化率测试温度越来越趋升高 150 C 175 C 200 C 油品的发展 全合成 添加剂 对材料的要求越来越苛刻在欧盟 TOTALMA35w30是一种广泛使用的油品 耐燃油性 该应用要求材料应具有基本的耐燃油性 但这并非最关键的性能要求主要的要求是能够耐受热油的接触典型的测试条件是测试材料在FuelC中经过70hours 23C浸泡后的性能变化率对于FSR而言 体积变化率 25 是较容易达到的指标 层间粘合 层间粘合测试 在粘接促进剂化学和测试方法方面进行了深入的研究以初始剥离强度 1N mm 作为研究的对比样经过配方优化后 剥离强度可达到2 5 3 0N mm kN m 加工性能 FSR的许多特性非常适合该应用的需要硬度范围宽 可以用压延和共挤出的方法来加工 以获得很薄的因而也是低成本的胶管内层FSR和HCR的相似性 化学结构 硅氧烷主链 硫化化学及绝对硫化速度 FSR 1 4 的密度低于FKM 1 8 单位体积的材料成本相近
