Фторкаучуки

Фторкаучуки, синтетические фторсодержащие каучукоподобные полимеры (эластомеры), отличающиеся высокой термостойкостью, негорючестью и устойчивостью к действию многих агрессивных сред. Наибольшее распространение в промышленности получили сополимеры винилиденфторида с гексафторпропиленом или с трифторхлорэтиленом (типа СКФ-26 и СКФ-32; см. табл.) — стабильные при хранении, нетоксичные продукты белого цвета с плотностью 1,80—1,86 г/см3, температурой стеклования около — 20°С и молекулярной массой от 10 тыс. до 1 млн. Основные вулканизующие агенты для фторкаучуков этого типа — диамины и их производные, реагирующие с макромолекулами по метиленовым группам (—СН2—) с образованием сравнительно непрочных поперечных связей С—N. По этой причине в резинах, вулканизованных диаминами, при их эксплуатации в напряжённом (обычно сжатом) состоянии накапливаются большие остаточные деформации. Резины с меньшей остаточной деформацией сжатия могут быть получены методом радиационной вулканизации (в этом случае между макромолекулами образуются прочные поперечные связи С—С), а также при использовании в качестве вулканизующих агентов дикалиевых солей бисфенолов. В состав резиновых смесей на основе фторкаучуков входят обычно наполнители, например сажа, фторид кальция, а также окислы магния и кальция, связывающие HF (его отщепление от макромолекулы при высоких температурах переработки фторкаучуков или эксплуатации изделий вызывает коррозию металлического оборудования).

Типы фторкаучуков и структура их макромолекул

Тип каучука (торговые названия)

Структура макромолекулы

Сополимер винилиденфторида с гексафторпропиленом (СКФ-26 — СССР, Вайтон — США)

Сополимер винилиденфторида с трифторхлорзтиленом (СКФ-32 — СССР, Кель-F — США)

Сополимер винилиденфторида с перфторметилвиниловым эфиром (СКФ-260 — СССР)

Сополимер тетрафторэтилена с трифторнитрозометаном

X=—COOH, —СºN, C6F5

Сополимер тетрафторэтилена с перфторметилвиниловым эфиром (СКФ-460 — СССР, ECD-006 - США)

Перфторалкилентриазиновый

Перфторалкилакрилатный

Фторсилоксановый (СКТФТ — СССР)

  Прочность при растяжении резин из СКФ-26 и СКФ-32 составляет 16—27 Мн/м2 (160—270 кгс/см2), относительное удлинение 250—500%. Резины стойки к топливам, маслам, различным окислителям, кислотам, но нестойки к щелочам, кетонам, фреонам и ионизирующим излучениям. Температура длительной эксплуатации резин из СКФ-26 — 200—250°С, из СКФ-32 — 175—200°С; температура кратковременной эксплуатации — соответственно 300 и 250°С. Существенный их недостаток — низкая морозостойкость. Более морозостойкие резины могут быть получены на основе сополимеров винилиденфторида с перфторметилвиниловым эфиром (СКФ-260). температура стеклования фторкаучуков этого типа около — 40°С.

  Резины, стойкие к щелочам, любым растворителям и окислителям, включая фтор, получают из полностью фторированных каучуков, например сополимеров тетрафторэтилена с трифторнитрозометаном (для их вулканизации в макромолекулу вводят третий сомономер, содержащий функциональные группы, например карбоксильные). Такие резины отличаются, кроме того, хорошей морозостойкостью, однако их термостойкость из-за малой прочности связи N—O не превышает 175°С. Более термостойкие резины получают на основе сополимеров тетрафторэтилена с перфторметилвиниловым эфиром (СКФ-460). Хорошие механические свойства этих резин [прочность при растяжении 20—25 Мн/м2 (200—250 кгс/см2), относительное удлинение до 230%] не изменяются после их выдержки на воздухе при температуре около 300°С в течение 1 мес. Достоинство резин на основе СКФ-460 — малая остаточная деформация сжатия даже в условиях эксплуатации при температуре около 250°С. Наибольшей термостойкостью (кратковременно до 370 и длительно до 300°С) характеризуются резины из перфторалкилентриазиновых каучуков, стойкие к кислотам и окислителям, но разрушающиеся в щелочах. Резины на основе некоторых фторкаучуков этого типа морозостойки до —50°С.

  Перфторалкилакрилатные каучуки значительно уступают др. фторкаучукам по термической и химической устойчивости, но обладают высокой масло- и водостойкостью. Маслостойкие фторсилоксановые каучуки (СКТФТ) близки по остальным свойствам к каучукоподобным полиорганосилоксанам, не содержащим в макромолекуле атомов фтора (см. Кремнийорганические каучуки).

  Основной метод синтеза фторкаучуковрадикальная полимеризация мономеров в эмульсии. Применяют фторкаучуки главным образом в производстве уплотнительных деталей, работающих в контакте с маслами, окислителями и другими агрессивными средами при 200°С и выше. Перфторалкилакрилатным латексом пропитывают ткани для спецодежды. Фторкаучуки дороги; используются главным образом в химической промышленности, в авиации и космической технике.

 

  Лит.: Соколов С. В., Каган Е Г., Иванова Т. Л., Термостойкие эластомеры, «Журнал Всес. химического общества», 1974, т. 19, № 6; Amold R. G., Barney A. L., Thompson D. C., Fluoroelastomers, «Rubber Chemistry and Technology», 1973, v. 46, № 3. См. также лит. при ст. Каучуки синтетические.

  С. В. Соколов.

 


К ст. Фторкаучуки.


ПраймКемикалсГрупп