氟橡胶板(FKM)的硬度主要取决于以下因素:
1. 原材料(基础聚合物):
* 氟橡胶类型:不同类型的氟橡胶(如标准型、低温型、高氟含量型等)其分子链的刚性和氟含量不同,这会影响初始硬度。例如,高氟含量的氟橡胶通常具有更高的耐化学性,但分子链可能更刚性。
* 分子量和分子结构:聚合物的分子量分布和链的柔韧性会影响生胶的初始硬度。
2. 填料(填充剂):
* 种类:的是炭黑(如N990、N550等),其次是硫酸钡、碳酸钙等无机填料。不同填料对硬度的贡献不同。
* 用量:这是影响硬度的因素之一。填料用量越大,橡胶基体被填充得越“满”,分子链的运动受限越大,硬度越高。增加填料是提高硬度的直接方法。
* 粒径和结构:填料粒径越小、比表面积越大、结构度越高(如高结构炭黑),其补果越好,对硬度的提升作用越显著。
3. 硫化体系(交联体系):
* 硫化剂类型和用量:双酚类、过氧化物类等不同类型的硫化剂,以及它们的用量,直接影响硫化过程中形成的交联网络密度。交联密度越高,分子链间的束缚越强,硬度越高。
* 硫化条件(时间、温度):足够的硫化时间和适当的温度,确保交联反应充分进行,达到设计交联密度,从而获得预期硬度。欠硫会导致硬度偏低,过硫可能导致硬度变化(有时会上升,也可能因降解而下降)。
4. 增塑剂/软化剂:
* 虽然氟橡胶中较少大量使用增塑剂(因其可能降低耐化学性),但有时也会添加少量特定类型的增塑剂来改善加工性或低温性能。增塑剂的主要作用是降低硬度,它起到润滑分子链、增加链段活动性的作用。
5. 生产工艺:
* 混炼工艺:混炼的均匀性直接影响填料和其他助剂在胶料中的分散程度。分散不良会导致硬度分布不均或整体硬度偏离预期。
* 硫化工艺:除了时间温度外,模压或平板硫化的压力控制也很重要,确保产品密实,硬度稳定。
总结来说,氟橡胶板的硬度是一个综合配方设计和工艺控制的结果。其中,填料的种类和用量是直接、的调控手段。通过调整炭黑或其他填料的加入量,可以显著地、线性地改变终产品的硬度。硫化体系的优化则用于在达到所需交联结构(保证其他物理性能)的同时,实现目标硬度。基础聚合物的选择和少量增塑剂的使用提供了辅助的调整空间。的混炼和硫化工艺是保证配方设计意图准确实现的关键。
因此,工程师会根据产品所需的硬度、强度、弹性、耐温性、耐介质性等综合性能要求,通过精心设计配方(特别是填料体系和硫化体系)并严格控制生产过程,来获得具有特定硬度的氟橡胶板。
