本文介紹了氟橡膠的性能和應用，對我國氟橡膠工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進行了概述，并提出了發(fā)展建議。

　　自從1934年法國化學家聚合成功聚三氟氯乙烯、1938年美國化學家在實施曼哈頓計劃時發(fā)現(xiàn)聚四氟乙烯以來，人們認識到含氟高分子聚合物具有優(yōu)異的耐高溫性能和化學惰性，聚四氟乙烯已發(fā)展成為最大規(guī)模的氟聚合物產(chǎn)業(yè)。但由于塑料自身的性能特點決定了其作為密封材料尚有較大的缺陷，迫切需要一種含氟彈性體密封材料。

　　在上世紀50年代中期，美國杜邦公司成功合成了含氟量足夠高、有一定耐高溫、耐介質(zhì)性能的含氟彈性體，即Viton型氟橡膠。它具有優(yōu)良的耐高溫、耐寒、耐輻射、耐油、耐溶劑、耐腐蝕、耐藥品性、耐強氧化劑等特性和良好的物理機械性能，以及良好的電絕緣性，可用在一般橡膠無法承受的苛刻環(huán)境中。在軍事工業(yè)上，氟橡膠主要用于航天、航空，如運載火箭、衛(wèi)星、戰(zhàn)斗機以及新型坦克的密封件、油管和電氣線路護套等方面，是國防尖端工業(yè)中無法替代的關(guān)鍵材料。

　　杜邦公司在1958年建成了1800t/a年規(guī)模的生產(chǎn)裝置，此后氟橡膠的發(fā)展十分迅速。60年代中后期，平均年遞增為20%~30%，70年代的增長率為10%，80年代以來仍保持7%~8%的增長，而且這種趨勢一直保持下來。目前，全世界氟橡膠生產(chǎn)能力近40000t/a，品種(包括配合膠)50余種。我國于60年代初期開始研制氟橡膠，至1967年開始生產(chǎn)23型氟橡膠(俗稱1#膠)和26型氟橡膠(其中，偏氟乙烯和六氟丙烯二元共聚的26氟橡膠俗稱2#膠，偏氟乙烯和六氟丙烯及四氟乙烯三元共聚的246氟橡膠俗稱3#膠)。最早從事氟橡膠研制生產(chǎn)的單位有上海有機氟材料研究所和原化工部晨光化工研究院(現(xiàn)為中昊集團晨光化工研究院)。2001年，晨光院率先建成了當時國內(nèi)最大的500t/a生產(chǎn)裝置，可生產(chǎn)不同分子量分布的高中低粘度1#、2#、3#膠及特殊要求用的氟橡膠;上海氟材所生產(chǎn)能力為300t/a，新建的裝置已試產(chǎn)。

1、氟橡膠的主要性能及應用

　　從主鏈結(jié)構(gòu)看，氟橡膠分為3種基本類型：即氟碳橡膠、氟硅橡膠、氟化磷腈橡膠。其中以氟碳橡膠為主，而其中又以偏氟乙烯與三氟氯乙烯共聚(1#膠)、偏氟乙烯和六氟丙烯共聚(2#膠)、偏氯乙烯和六氟丙烯及四氟乙烯三元共聚(3#膠)為主。

　　1.1、1#氟橡膠

　　1.1.1、性能

　　具有良好的物理機械性能及化學穩(wěn)定性，能在200℃之下長期使用，250℃之下短期使用;脆點為-20~-40℃;優(yōu)良的耐介質(zhì)性能，對有機溶劑、無機酸、氧化劑作用的穩(wěn)定性優(yōu)良，尤其耐酸性優(yōu)異;有極好的耐氣候、耐臭氧性能，在大氣中暴露數(shù)年后，物理機械性能變化甚微，對微生物的作用亦較穩(wěn)定。國內(nèi)僅晨光院生產(chǎn)。

　　1.1.2應用

　　用于制備耐熱、耐油、耐酸的橡膠制品。如密封件、膠管、膠墊、膠布、膠帶、薄膜、油箱和浸漬制品等，也可用作導線的外護套及設(shè)備防腐襯里。廣泛應用在航空、石油、汽車、化工等領(lǐng)域。

　　1.2、2#氟橡膠

　　1.2.1、性能

　　2#氟橡膠是用量最大的氟橡膠品種。具有良好的貯存穩(wěn)定性、電絕緣性和抗輻射性;優(yōu)良的耐油、耐介質(zhì)性;極好的真空性能，可滿足特殊場合的需要;耐熱性好，通�？稍�250℃下長期使用，300℃下短期使用。

　　1.2.2、應用

　　26型氟橡膠主要用于耐熱、耐油、耐酸的密封件、膠管、膠墊等。產(chǎn)品可在250℃下長期使用，300℃下短期使用。其耐油性優(yōu)于其它品種氟橡膠，可用于需耐油的場合的部件。例如：p用作/o0形圈，V型密封圈，帶金屬骨架的油封皮碗、閥門密封墊等。這些密封材料可在200~250℃溫度下長期工作和300℃短期工作;p在石油工業(yè)中：F26膠密封件被用在鉆井機械、煉油設(shè)備、天然氣脫硫裝置上，可在同時承受高溫、高壓、油類和強腐蝕介質(zhì)等苛刻條件中使用。p在化學工業(yè)中：F26密封件被用在泵、管接頭、設(shè)備容器之中，以密封無機酸、有機物等化學物質(zhì)。p在建材方面：F26可作水泥單倉泵密封圈，比天然膠密封圈使用壽命延長10倍左右。

　　1.3、3#氟橡膠

　　1.3.1、性能

　　具有突出的耐高溫性能、耐油、特別是耐雙酯油類、耐化學藥品以及良好的物理機械性能、滿意的介電性能、不燃性、耐候性及優(yōu)異的真空性能、耐輻射性;通�？稍�275℃下長期使用，在320℃下短期使用;耐油、耐酸性優(yōu)于1#膠;耐氣候、耐臭氧、耐輻射性、透氣性及電性能和耐燃性能與2#膠相近。

　　1.3.2、應用

　　廣泛應用于宇航、汽車、機械、石化等領(lǐng)域。例如用作飛機的液壓系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)的動靜密封材料;用作油田的密封材料、油田用的電纜、輸油管道以及鉆井設(shè)備;化工行業(yè)用作設(shè)備、管道柔性連接、泵等的襯里或作耐腐蝕的密封材料，輸送有機溶劑或其他腐蝕性介質(zhì)的管道等。

2、我國氟橡膠工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　2.1、市場情況

　　2000年全世界氟橡膠需求量為40000t，且每年以5%的速度增長，實際產(chǎn)量與需求量持平。在中國，目前汽車工業(yè)耗用量占40%，石油化工占25%，航天、航空及其他行業(yè)占35%。隨著汽車工業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對氟橡膠的需求量增長很快，平均年增長在30%以上。預計到2005年，國內(nèi)氟橡膠需求量將達到2000t以上。我國/十五0計劃提出，將轎車、信息產(chǎn)業(yè)等列為新的經(jīng)濟增長點。我國2000年汽車產(chǎn)量已達206萬輛，預計2005年將達到330萬輛。氟橡膠在汽車上主要用作發(fā)動機周圍燃料軟管、加油軟管、燃料泵及噴射裝置密封材料、動力活塞密封、氣門桿密封、曲軸密封、空調(diào)裝置/o0型環(huán)、汽車空調(diào)裝置壓縮機密封等，平均每輛汽車用氟橡膠為0120~0125kg。我國目前用于汽車工業(yè)的氟橡膠大部分是從歐洲進口的制品或混煉膠，每年需要量約為500t(折算為生膠量)。如以今后每年生產(chǎn)300~400萬輛汽車計算，中國每年汽車工業(yè)需要氟橡膠達600~1000t。同時，近3年，中國的氟橡膠出口歐美勢頭較好。1996年出口僅10t，1997年為50多t，1998年為120t，99年為160t以上。2002年僅晨光院預計出口就在100t以上。

　　2.2、生產(chǎn)情況

　　2001年，晨光院和上海氟材所2家實際產(chǎn)量達到578t。目前國內(nèi)已有1~2家企業(yè)新建生產(chǎn)線，晨光院和上海氟材所均在擴大生產(chǎn)規(guī)模。2002年，國內(nèi)實際生產(chǎn)能力已達到1300t/a，預計2003年國內(nèi)氟橡膠生產(chǎn)能力為3000t/a，2005年將達到4500t/a。

　　在品種規(guī)格方面，目前國內(nèi)幾家生產(chǎn)企業(yè)氟橡膠品種仍以傳統(tǒng)的23型和26、246型氟橡膠為主。其中晨光院是從螢石開始生產(chǎn)多種含氟單體，再經(jīng)二元和多元共聚得到不同品種、牌號氟橡膠。該院是特種用途氟橡膠定點生產(chǎn)企業(yè)，其1#膠為獨家生產(chǎn)，2#膠、3#膠的品種、規(guī)格齊全，且能生產(chǎn)低門尼粘度的膠種。低門尼粘度氟橡膠具有硫化速度適中、彈性好、易加工、脫模性好等優(yōu)點，可以滿足加工復雜幾何形狀制品的需要。更重要的是，低門尼氟橡膠能用于擠出加工(高、中門尼粘度的氟橡膠只能模壓加工)，提高氟橡膠加工效率。

　　此外，晨光院在70、80年代研制的全氟醚橡膠(類似杜邦公司Kalr℃z膠)和羧基亞硝基氟橡膠等，目前已用于國防尖端工業(yè)。

　　生產(chǎn)技術(shù)方面，總的說來國內(nèi)與國際上基本同步，如晨光院所采用的氟里昂稀釋裂解制單體，連續(xù)聚合生產(chǎn)不同氟含量的氟橡膠、寬分子量分布及控制技術(shù)、低門尼膠生產(chǎn)等工藝已達到或接近國際先進水平，且通過不斷優(yōu)化生產(chǎn)工藝、加強應用加工技術(shù)研究，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，加工性能已逐步與國際知名公司產(chǎn)品媲美。

　　2.3、存在問題及對策初探

　　盡管國產(chǎn)氟橡膠質(zhì)量與國外產(chǎn)品差距在縮小，但在產(chǎn)品的品種、應用方面尚存在較大差距，特別是加工應用技術(shù)落后嚴重制約了氟橡膠工業(yè)的發(fā)展：一方面是國產(chǎn)生膠越來越多地擠進國際市場，另一方面是中國的氟橡膠使用大戶，如汽車工業(yè)等大量進口混煉膠和氟橡膠制品。值得欣慰的是，國內(nèi)氟橡膠行業(yè)對這些問題已有充分的認識。晨光院積極制定應對措施，近年來在新建的氟橡膠生產(chǎn)裝置改進工藝和穩(wěn)定生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，加大了科研開發(fā)，在提高生膠質(zhì)量的同時，應用研究也取得初步成效。

　　2.3.1、針對產(chǎn)品品種少、加工手段落后的現(xiàn)狀，加大新產(chǎn)品開發(fā)。

　　杜邦公司擁有30多個不同品種的氟橡膠，除固態(tài)膠品種外，還開發(fā)出液體品種。我國目前氟橡膠品種不到10個，高氟含量氟橡膠、耐低溫氟橡膠和直接用過氧化物硫化的膠種還僅有試制品，氟橡膠新產(chǎn)品如偏氟乙烯系橡膠、磷腈氟橡膠、不需二段硫化的氟橡膠和用于半導體工業(yè)的高純氟橡膠也還未有正式產(chǎn)品，而在國外，這些產(chǎn)品80~90年代就商品化了。在應用方面，國內(nèi)主要還停在高中粘度膠種上，寬分子量膠應用量也不多，基本上是采用模壓加工，制品難以穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低。而國外低門尼粘度氟膠應用十分廣泛，基本全采用注射成型加工方法，制品性能穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高。

　　晨光院利用該院有機氟單體品種齊全，聚合控制手段先進的優(yōu)勢，新開發(fā)了三元高氟含量氟橡膠、低門尼粘度耐溶劑性優(yōu)越的氟橡膠、脆點在-50℃以下的氟橡膠、低粘度不粘輥氟橡膠和液體氟橡膠等品種，在滿足國內(nèi)用戶需要的同時，也得到了國外客商的認可，部分牌號產(chǎn)品性能已全面達到國外同類產(chǎn)品先進水平，連續(xù)4年出口量成倍增長。同時，正加緊含全氟烯醚、硅氧烷等的新型聚合單體開發(fā)，以改善氟橡膠的耐低溫性和加工性能�，F(xiàn)對我院部分品種介紹如下：

　　高含氟量三元共聚氟橡膠

　　高氟含量三元膠與二元膠比較，其耐溶劑(特別是耐甲醇)及耐熱性更好，其獨特的性能是其他天然和合成橡膠無法替代的。隨著人們對環(huán)境保護意識不斷加強和科學技術(shù)的進步，目前國外有用三元膠取代二元膠的發(fā)展趨勢。據(jù)氟橡膠客商介紹，歐洲從2003年起，將逐步用三元膠取代二元膠在汽車中的應用。如每輛小汽車需要011kg，與汽車配套的三元膠便是一個十分誘人的極大市場。而我國目前三元膠產(chǎn)量僅占氟橡膠產(chǎn)量的10%，而且膠的氟含量低，耐溶劑性能差，在三元膠結(jié)構(gòu)中存在部份均聚的鏈段，使其結(jié)晶度高，硫化性能差。因此高性能、高品級的三元膠研制和應用研究頗具市場意義。晨光院目前能生產(chǎn)門尼粘度從10至110(121℃，1+10)、氟含量70%及以上的三元膠，可以改變?nèi)�元組份的比例并選擇不同的聚合后處理工藝生產(chǎn)不同用途的產(chǎn)品以滿足用戶需求。試制的低門尼粘度三元膠，其門尼粘度、MH、T90、生膠密度、氟含量、耐熱老化性能、機械性能、硫化性能均與國外大公司同類產(chǎn)品相當。

　　全氟醚橡膠

　　全氟醚橡膠是以四氟乙烯、全氟醚為主要單體及少量可供硫化的全氟型的第二單體組成的共聚物，它適用于要求耐300℃左右的高溫、耐液氧、耐液氫、耐各種介質(zhì)(尤其是極強氧化介質(zhì))等特殊苛刻要求的場合，其應用領(lǐng)域已從最初為軍工配套推廣應用到民用各領(lǐng)域。在石油化學工業(yè)及化學工業(yè)中作/O0形環(huán)、/V0形環(huán)，用于機械密封、泵、壓縮機、閥、連結(jié)件、儀表或其他設(shè)備上。

　　低粘度不粘輥氟橡膠

　　晨光院的低粘度不粘輥/T0型二元膠在煉膠時具有不粘輥、易混均勻等特點。其MH較高，T90可指揮用戶需要從2min至4min可調(diào)。

　　過氧化物可交聯(lián)氟橡膠

　　該膠種具有交聯(lián)活性部位，在聚合時增加了硫化點單體，如引進二氟乙烯、少量氟醚單體等聚合單元。其耐高、低溫性能好，特別是低溫柔性突出，且生產(chǎn)成本低于只引入氟醚單體聚合的氟橡膠。

　　2.3.2、加強應用產(chǎn)品研究，形成配套供貨的優(yōu)勢

　　國外既賣生膠，又有混煉膠或母煉膠供應市場，并可根據(jù)用戶的需求提供不同配方的膠種，用戶十分方便。我國目前多是供應生膠，應用研究開展較少，預混膠種類單調(diào)且水平不高，母煉膠質(zhì)量與國外產(chǎn)品尚有差距。加之國內(nèi)還沒有具有一定技術(shù)水平和規(guī)模的配合膠生產(chǎn)廠家，難以形成配套供貨的競爭優(yōu)勢。在很多場合需要使用氟橡膠時，由于加工單位未能有合適的配方，而無法使用，這在很大程度上影響了氟橡膠的應用，也制約著氟橡膠的出口，特別是向加工手段不發(fā)達的發(fā)展中國家出口氟橡膠。為此，晨光院積極開展預混膠、母煉膠等系列產(chǎn)品研制，取得較好階段性成果。新近開發(fā)的預混膠拉伸強度、MH等指標優(yōu)于國外產(chǎn)品，硬度、伸長率、壓縮永久變形、T90指標與國外同類產(chǎn)品相當，已出口國外。在此基礎(chǔ)上，該院將進一步加強應用研究，開發(fā)混煉膠和母煉膠系列品種、牌號，以生膠、混煉膠、母煉膠及助劑配套銷售的形式向用戶供貨，并根據(jù)實際需求有針對性地改進配方。

　　2.3.3、加強技術(shù)服務(wù)和合作，開展應用配方研究

　　氟橡膠具有許多卓越的性能，但加工性能比普通橡膠差，特別是目前國內(nèi)普遍使用的膠種，加工粘度高，混煉和成型困難，其對硫化條件的要求較高，一般需要進行兩段硫化，硫化溫度高，時間長，操作繁瑣。因此從事氟橡膠銷售的人員要熟悉氟橡膠的生產(chǎn)，應用和加工關(guān)鍵技術(shù)問題，根據(jù)用戶和使用方面的要求，指導用戶選擇和使用好氟橡膠。國內(nèi)目前氟橡膠配方研究主要停留在普通方研究上，企業(yè)檢驗氟橡膠質(zhì)量的標準仍以傳統(tǒng)的3#硫化劑硫化膠性能為準，難以滿足高性能的硫化體系(如雙酚-AF)的要求。一些用戶如大眾汽車制造公司、通用汽車制造公司等都因檢測不符合要求而不能使用國產(chǎn)膠，這在很大程度上不是生膠的問題，而是配方落后的原因。對此，晨光院一方面補充和完善了氟橡膠檢驗標準，另一方面，加強了國內(nèi)外的技術(shù)交流和合作，通過各種方式開展應用研究，對氟橡膠應用于涂料工業(yè)、汽車工業(yè)等進行了探索，為進一步與使用單位共同開發(fā)應用配方，特別是汽車用氟橡膠制品的硫化配方奠定了基礎(chǔ)。

　　在應用配方研究中還發(fā)現(xiàn)：盡管國產(chǎn)膠(如晨光的PMF2601、PMF2603等)在國外測試其硫化性能與國外同類產(chǎn)品完全相同，但有時采用同樣的配方和生膠，在國內(nèi)做出的硫化膠性能往往比國外試驗的結(jié)果要差，在排除檢測誤差原因后，最大的可能就是配方所采用的助劑質(zhì)量難以滿足要求。因此，開展配方研究，選擇適宜的配套試劑是很重要的。

3、發(fā)展建議

　　氟橡膠是具有廣闊市場前景的高新技術(shù)產(chǎn)品，國內(nèi)幾個生產(chǎn)廠家都制訂了可觀的發(fā)展規(guī)劃，還有部分企業(yè)正在醞釀發(fā)展氟橡膠生產(chǎn)。由于國內(nèi)應用加工技術(shù)的限制，目前我國氟橡膠實際生產(chǎn)能力已經(jīng)大大超出市場需求，因此更重要的是提高現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，開發(fā)新的品種，開發(fā)混煉膠、母煉膠等系列產(chǎn)品，而不是單純擴大生產(chǎn)規(guī)模和在低端產(chǎn)品競爭上大打價格戰(zhàn)。政府要對企業(yè)進行正確引導并加強氟橡膠發(fā)展戰(zhàn)略研究，加強宏觀調(diào)控力度，對熱門氟橡膠行業(yè)要適度降溫，避免造成惡性競爭的不良局面，做到總體規(guī)劃科學，布局合理。同時在政策上要向技術(shù)水平高、基礎(chǔ)條件好的科研單位、生產(chǎn)企業(yè)傾斜，對其開展應用研究以及建立配合膠專業(yè)廠家應采取鼓勵扶持的政策。

4、結(jié)語

　　氟橡膠由于性能卓越，在許多重要行業(yè)有著十分廣闊的應用前景，是國防軍工和國民經(jīng)濟所急需的新材料。但國內(nèi)氟橡膠產(chǎn)品品種及質(zhì)量尚不能完全滿足需求。特別是在系列產(chǎn)品如混煉膠、母煉膠開發(fā)和配套供貨方式上較落后。由于發(fā)達國家一直壟斷氟橡膠市場，對發(fā)展中國家實行技術(shù)封鎖，所以國內(nèi)科研生產(chǎn)單位和應用廠家應加強技術(shù)合作和應用研究，政府要制定相應的優(yōu)惠政策并給予支持，促進我國民族氟橡膠產(chǎn)業(yè)盡快成長壯大，步入發(fā)展的快車道。