聚四氟噴涂或包覆橡膠制品提高耐磨、耐腐蝕性能

時間：2020-06-20作者：廣東楚越高分子材料有限公司瀏覽：235

通過采用各種化學(xué)粘結(jié)、等離子噴涂、離子注入等方法，對橡膠進(jìn)行處理，皆因過程復(fù)雜、設(shè)備昂貴、性能不理想， 而得不到廣泛應(yīng)用；即使是二氟化氙（XeF2）表面氟化的表面處理也因需要特殊設(shè)備而無法進(jìn)入尋常生產(chǎn)廠而同樣得不到廣泛的應(yīng)用。


    因此操作簡單，處理效果好的表面處理是工業(yè)界急需要找尋的工藝方法。氟碳表面改性涂層材料賦予普通橡膠的表面耐磨、防粘、耐腐等特性來解決這類問題。

    一、 普通橡膠普遍存在的問題：
    1、耐油問題：橡膠制品在使用過程如果和油類介質(zhì)長期接觸，油類能滲透到橡膠內(nèi)部使其產(chǎn)生溶脹，致使橡膠的強(qiáng)度和其他力學(xué)性能降低。油類能使橡膠發(fā)生溶脹，是因為油類滲入橡膠后，產(chǎn)生了分子相互擴(kuò)散，使硫化膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。橡膠的耐油性，取決于橡膠和油類的極性，橡膠分子中含有極性基團(tuán)，如氰基、酯基、羥基、氯原子等，會使橡膠表現(xiàn)出極性。極性大的橡膠和非極性的石油系油類接觸時，兩者的極性相差較大，此時橡膠不易溶脹。如丁腈橡膠、氫化丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠、氯醇橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、氟橡膠、氟硅膠等對非極性的油類有良好的耐油性。近年來，**都在大力開發(fā)綜合性能優(yōu)良的耐油橡膠，主要是利用合成階段的改性、多元共聚，加工階段的不同橡膠共混、橡塑并用、添加有用的填充劑等方法來改善耐油橡膠的綜合性能，已**了很大的成效。
    2、耐磨性問題橡膠的主要用途之一是用作活動密封件。由于旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速較高，密封制品要承受很大的摩擦扭矩，尤其是在潤滑效果不良的情況下，密封區(qū)域的生熱較大，會導(dǎo)致膠料發(fā)粘或與金屬粘合性能提高，使密封件破壞，進(jìn)而導(dǎo)致密封失效。降低摩擦區(qū)域溫度比較有效的方法之一是在橡膠中加入潤滑填料，以降低膠料的摩擦因數(shù)。如二硫化鉬及石墨加入橡膠生產(chǎn)配方中。另外，使用聚四氟乙烯（PTFE），聚四氟乙烯具有優(yōu)良的耐介質(zhì)和耐大氣老化性能，使用范圍廣，有良好的自潤滑性能，摩擦因數(shù)很小，將其包覆在橡膠表面可大大減小橡膠制品的表面摩擦因數(shù)，提高耐磨性能和耐介質(zhì)性能。但是，聚四氟乙烯的表面能較低，很難與其它材料復(fù)合，


    目前研究的聚四氟乙烯包覆方法有如下幾種：輻照接枝法、等離子體活化法、化學(xué)腐蝕法、靜電噴涂法、媒介法，普通O型圈表面包裹聚四氟乙烯。而經(jīng)氟碳橡膠表面改性性處理的過的橡膠能達(dá)到比聚四氟乙烯較小的表面能。

    二、 一般橡膠表面化學(xué)改性的方法及應(yīng)用局限性：表面改性可在不影響橡膠膠基材性能的性況下減小其表面的微觀結(jié)構(gòu)、致密封性、耐磨性。表面改性的方法分為表面化學(xué)改性和物理包覆。表面化學(xué)改性方法有氟化、溴化、碘化和磺化，其中氟化的方法有：XeF2氟化，等離子體活化氟化及離子注入法。用二氟化氙晶體對橡膠制品進(jìn)行表面氟化已實現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用；物理包覆方法主要有聚對亞苯基二甲基薄膜包覆、潤滑膜表面涂覆、聚四氟乙烯包覆和其它氟化物包覆。
    1、 各種表面化學(xué)改性性方法只是對橡膠表面進(jìn)行改進(jìn)，處理后表面改性層易磨損，使用時間有限；
    2、 各種改性方法只能做為表面處理劑，不能作為配方綜合的提高橡膠綜合性能。
    3、 表面改性較理想的氟化需要有專門的設(shè)備，適合批量生產(chǎn)，操作相對復(fù)雜；


    4、 表面改性提高性能有限，對橡膠的表面改性提高程度不一致。

    5、 不能形成純氟碳結(jié)構(gòu)的改性層，耐磨、防粘、防腐蝕的效果不一致。目前我們所認(rèn)識到的表面化學(xué)改性技術(shù)，只是簡單的改性而已，改變的橡膠性能的持久性有限。 眾所周知，聚四氟乙烯具有優(yōu)良的耐介質(zhì)和耐大氣老化性能，使用范圍廣，有良好的自潤滑性能，摩擦數(shù)很小，將其包覆在橡膠表面可大大減小橡膠制品的表面摩擦因數(shù)，提高耐磨性能和耐介質(zhì)性能。但聚四氟乙烯的表面能較低，很難與其他材料復(fù)合。氟塑料在表面處理中的運用較**的是聚四氟乙烯，因其具有很高的化學(xué)惰性，可以抵抗諸如燃料、油料和潤滑劑等任何工業(yè)液體侵蝕的穩(wěn)定性以及足夠高的熱穩(wěn)定性。然而，純粹考慮使用氟塑料聚四氟乙烯作耐磨材料的相當(dāng)少，因為它具有冷態(tài)流動性。磨損穩(wěn)定性很低。經(jīng)氟碳表面涂層材料處理過的橡膠完全可以達(dá)到聚四氟乙烯相近的效果。氟碳表面改性涂層，除了具有一般含氟表面活性材料的“三高兩憎”（高表面活性、高耐熱穩(wěn)定性、高化學(xué)惰性、憎水性和憎油性）特點外，還體現(xiàn)出其低表面能、無固體顆粒、自修復(fù)、提高橡膠表面顯微硬度的作用。氟碳表面改性涂層材料具有較高的表面活性、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和憎油、憎水特性，加上不含任何固體物質(zhì)，不改變機(jī)械的公差，是該產(chǎn)品能應(yīng)用于空間軌道站的潤滑和密封系統(tǒng)的較主要原因。
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