CA88

氟橡胶O型圈在汽车方面的应用及前景
一、中国氟橡胶的商场前景
    中国氟橡胶面对着杰出的开展机缘。从商场层面来看，当前中国已变成仅次于美国的第二大轿车出产国和花费国。轿车工业的技能进步，以及环保需要的进步，为氟橡胶工业开展供给了很大的开展空间。
    空气污染对安康和经济都具有严重的影响，各国都在致力于削减轿车污染排放。这些污染首要包含来历于轿车燃油系统不一样方位的碳氢化合物和未彻底焚烧的燃料。一般来说，大家常说的机动车气体排放首要包含三种：昼间排放，来历于每天燃料系统的加热和冷却进程；热浸丢失，来历于轿车引擎封闭后从燃油系统排放的碳氢化合物；作业损耗，来历于轿车行进进程中。约50%的废气排放来自油箱、燃油管及燃料帽；约有40%的废气排放来自活性炭罐、进气口及连接收；剩余的10%则来自于软管和底盘燃油管道。许多废气走漏点存在于燃油输送装置和填料密封帽中，许多的O型密封圈、接头、软管、垫圈和膜片连接着这些系统。
    所以，关于氟弹性体出产工业的最大应战即是协助轿车制作工业找到非常好的和更低浸透的密封资料，以满意严厉的新的轿车废气排放规范。
    二、氟橡胶的优秀功能
    氟橡胶是指主链成侧链的碳原子上接有氟原子的一种构成高分于弹性体，氟橡胶声称“橡胶之王”，具有优秀的化学特性，该类新式高分子资料具有耐热、耐油、耐溶剂、耐强氧化剂等特性，并具有杰出的物理机械功能，如密封件、胶管、胶布和油箱等，因其具有的不行替代性而广泛运用于轿车、石油、化工和机械等职业。氟橡胶60%-70%用于轿车工业。这些年，中国轿车职业的疾速开展拉动了对氟橡胶的需要。
    因为氟橡胶优秀的功能，因而其在轿车工业中的运用范畴不断拓展，制品类型越来越多，首要制品有各种密封资料、胶管、胶带、胶布、绝缘资料等。当前，国内轿车零部件用氟橡胶资料的首要制品有发起机的曲轴前油封、曲轴后油封、气门杆油封、发起机膜片、发起机缸套阻水圈、加油软管、泄油软管、燃油胶管、机油滤清器单向阀、加油口盖O型环、变速箱及减速箱油封等等。氟橡胶变成将来轿车用橡胶资料的开展趋势和干流，许多制品选用功能更为优秀的氟橡胶来替代传统资料。
    氟弹性体最大的开展要害是开宣布新式发起机、传动系统和燃油系统，氟弹性体可以满意日益严厉的由全球监管机构制定的排放规范。现今的有关法规给轿车出产厂商提出了无穷的应战。依照有关规定，即便在150℃以上或-40℃以下的作业温度下，燃油系统的弹性密封圈的使周寿数也有必要到达15年或行进150000英里（1英里=1.609千米）而不会发作燃料走漏且不超越其溶胀极限，这儿所需的弹性体，还有必要对一般燃油以及包含甲醇、醇类汽油和新式生物燃料等在内的以燃油、醇和酯类为首要成份的复合燃料有较好的耐腐蚀性。
    此外，此类弹性密封圈还有必要具有适当耐久的弹性来吸收轿车平常作业进程中引擎所发生的轰动。很少有资料可以在如此恶劣的密封环境下还能满意当前的机动车低排放(LEVII)规范、机动车有些零排放(PZEV)规范和欧4轿车尾气排放规范。因而，燃油系统和引擎密封垫圈制作商早已把目光聚集在像氟弹性体上，用来制作燃油和传动系统的密封垫圈、软管、引擎入风口和耐油垫圈。用氟弹性体制作的油封和轿车轴封，因为其优秀的耐热和耐油性而被广泛运用。
    三、氟橡胶在轿车上的运用
    1．燃油胶管内层的氟橡胶资料
    这些年，跟着轿车尾气排放规范的进步，轿车发起机橡胶制品的耐热性和耐劣化汽油性也相应得到进步。这是因为发起机规划的改动使机罩内部温度明显升高：选用燃料喷发系统进步油料的焚烧功率致使了燃料的进一步氧化。因而，需要燃料系统配管拦橡胶制品有必要具有高温耐热氧化性及耐劣化汽油性。
    跟着无铅轿车和电喷装置等在轿车上的推行使厢，燃油胶管的规划和资料变化较大，内胶层已开展到用氟橡胶等替代丁腈橡胶，为了下降燃油浸透率和进一步改进耐热性，内胶层多选用复合规划，即由氟橡胶与氯醇橡胶或丙烯酸酯橡胶构成，因为氟橡膨价格昂贵，因而氟橡胶层对比薄，均为0.2-0.7mm，这种规划的燃油胶管已变成国外轿车零部件中选用的干流商品。当前，中国也现已开宣布这种氟橡胶为内层的燃油胶管，并已在桑塔纳、奥迪、捷疹、富康等轿车上广泛推行运用。
    日本大金工业开宣布了新式氟资料“DaielFluo-roTPV”。该资料兼具两大特色，具有曲折、歪曲等可动资料所需要的“柔软性”，一同关于轿车燃料中富含的碳化氢等具有“低透过性”。2008年5月下旬开端出售。该资料首要用于轿车燃料软管中的橡胶。当前，轿车燃料软管选用的是内侧为丁腈橡胶、外侧为氟橡胶的双层规划，今后可以将新商品夹在中心，构成三层规划。这样便可以按捺大气污染源——碳化氢等的浸透。有望作为轿车范畴的一项环维护措施，防止燃料蒸发。别的，当前层叠橡胶资料需要粘着剂，因而简单变硬，而新资料只需重叠印可成型，不会牺牲柔软性。新资料只需加热即可轻松成形，不再需要橡胶成型工序所需要的进步强度和耐热性的后处理（加硫）工序。与该公司以往的氟橡胶比较，可将轿车燃料的浸透量降至约1/20。以表面积1cm2、厚度1mm的薄膜状商品作为试料，丈量每天浸透的轿车燃料得到的成果显现，现有商品的浸透量为0.015-0.03g，而新商品只浸透0.0008g。试验是选用体积比为甲苯45%、异辛烷45%、乙醇10%的模仿燃料，在60℃温度条件下施行的。
    关于燃油管内层胶料而言，耐油功能是最为重要的，其次才是力学功能。有关研讨标明，在浸透性上，选用三元共聚氟橡胶的油管远优于二元氟橡胶油管；一同，为了确保胶料的加工功能和硫化系统的分散性，选用了混炼胶进行试验，对比了二元氟橡胶和三元氟橡胶的功能，证真实力学功能上，三元氟橡胶是燃油管内层胶的最好挑选；在耐燃油性方面，三元氟橡胶也略优于二元氟橡胶。
    2．涡轮增压器软管
    涡轮增压器软管是轿车发起机中需要最严苛、本钱最高的软管之一。软管本钱高是因为软管的计划需要许多的软管层，此外为确保液体的正常活动，所需的弹性体的本钱也较高。曾经，许多运用AEM等丙烯酸橡胶的软管现已改为便用有机硅橡胶，以使胶管在更高温度下坚持稳定的功能。这样，就相应地需要选用含氟弹性体面料，以供给必要的耐油功能。
    在大都情况下，在软管规划中选用芳纶纤维以坚持软管的形状和供给相应的强度；有机硅橡胶用以维护纤维层并使软管具有弹性，本领极高的温度。关于在涡轮增压器软管中运用的有机硅橡胶，选用单组分高密度橡胶(HCR)。通常用压延机将橡胶和纤维贴合在一同，然后得到出产软管的半成品资料。因为接连处于170℃以上的温度条件，软管的中层和外层通常选用VMQ（二甲基一乙烯基硅橡胶）。在挑选含氟弹性体面料时，出产商和/或终端用户不得不挑选FVMQ或氟橡胶FKM。
    3．发起机油封
    跟着轿车工业的疾速开展，用户对发起机总成的牢靠性和密封性等需要越来越高。而且跟着轿车发起机转速的不断进步，其所运用的油封（尤其是旋转轴油封）接受的工况也愈来愈恶劣。不仅需要油封能接受高低温、高线速度和大负荷的作业条件，还要具有触摸摩擦阻力小、磨损量小、运用寿数长、耐介质、强度好和密封牢靠等功能。
    大家习气选用丁腈橡制作轿车发起机上的油封。丁腈橡胶本钱低价，但耐高温及耐高速功能较差，当温度超越120℃或旋转轴转速超越5000r/min以上时，油封唇口易老化而变硬、变脆，构成走漏。20世纪90年代前期，国外研发成功了一种广泛用于内燃机（尤其是大功率、重负荷的内燃机）的填充聚四氟乙烯(PTFE)油封。国内引入或合资出产的Cummins和Caterpilar柴油机等都选用聚四氟乙烯油封替代曾经运用的丁腈橡胶和氟橡胶等唇形橡胶骨架油封。作为其曲轴、辅佐驱动轴等的旋转油封，成功地处理了发起机因油封密封欠好而发生的漏水、漏油疑问。
    在发起机作业几转后，装配在发起机上的PTFE油封的密封唇就会将层很薄的PTFE薄膜涂覆到旋转轴颈上，并凭借自身的弹性变形。使唇口极好地粘合在轴颈上，随发起机旋转轴一同滚动。在发起机作业进程中进入油封唇部与轴颈结合部位的光滑油膜随发起机一同滚动。一旦油膜碰到油封螺旋槽，就会受到螺旋斜面的效果力而发生一个向发起机密封介质的效果力，此力会将欲外流的液体介质压回储油端（也即是油封螺旋槽具有泵吸的功能）。当该效果力大于油膜自身受到的来自储油端的油压时，就能实现密封效果。
    纯聚四氟乙烯具有耐高温260℃、耐腐蚀、摩擦系数小等特色，但聚四氟乙烯一同具有不耐磨、冷流性大、硬度高、耐性差等缺点。假如直接用它制作油封，则加工出来的油封唇口与轴的随动性差，难以满意高速、大功率、重负荷柴油机的运用需要。因而，作为动力油封的唇口资料有必要通过改性。当前大多选用填充改性的办法，即在聚四氟乙烯中加入一些耐磨物质，如玻璃纤维、碳素纤维、石墨、二硫化钼、青铜粉等，使它们在PTFE层状规划中构成网状节点，然后进步了资料的刚度、导热性和抗蠕变性，一同大大进步了耐磨性，使密封寿数也相应进步。
    4．装卸车液压系统
    大型装卸车液压系统接连作业时刻长，油温及机件温度上升很快，一般橡胶制品已不能满意运用需要，而氟橡胶制品则能满意其液压系统严苛的工况技能需要，其制作的零配件已在大型装卸车液压系统中得到了广泛的运用和推行。
    在化工范畴中，许多流体都富含强酸、强碱或具有强腐蚀性，惯例的大型装卸车液压系统要在内壁镀上一种耐腐蚀性资料才干用来输送它们。聚四氟乙烯因为具有很高的慵懒，彻底不与王水、氢氟酸、浓硫酸、硝酸过氧化氢等效果，是一种抱负的防腐设备的面料资料。传统的聚四氟乙烯面料是“钢-氟”两体别离的规划，因而存在面料因管路负压而抽瘪或介质温度频变致使聚四氟乙烯层疲惫断裂的缺点。温州市超星钢塑复合厂研发了将聚四氟乙烯层直接烧结管道内壁的钢管，实现“钢-氟”一体化。这就需要一种设备把聚四氟乙烯以必定的压力均匀压在钢管的内壁上，并排尽空气。因为钢管的长度较长，就需要有两种不一样的速度来别离进行进给和限制，不然不是在进给中浪费了时刻，即是因为限制中过于匆促而不能排尽空气。
    四、中国氟橡胶商场开展前景非常看好
    中国上世纪50年代开端研发氟橡胶，90年代前，氟橡胶首要用于军工范畴。90年代晚期以来，跟着中国轿车工业的迅猛开展，尤其是轿车零部件高功能化和国产化，对资料的种类和数量都提出了较高的需要，对氟橡胶的需要量日益添加．1995-1998年国内氟橡胶的花费量年均增加速度高达21.55%．1999-2001年花费增加近50%.2001年国内氟橡胶的花费量均为1500t左右，2002年国内轿车产值打破了300万辆，2003年到达444万辆，2004年国内轿车产值515万辆，其间轿车296万辆，同比添加了30.21%，2005年轿车总产值已到达570万辆，已远远超出“十五”计划数据，轿车职业2005年出产值需要耗费氟橡胶4000t，社会修理量耗费1000t，共需要氟橡胶5000t左右，预计到2010年，氟橡胶的产能将达1万吨左右，其商场开展前景非常看好。
    五、中国氟橡胶面对的首要疑问
    1．技能水平落后
    虽然中国氟橡胶在轿车工业配件中的运用取得了较快的开展，商品质量与国外商品的距离在敏捷减小，可是在商品的种类、运用方面、加工办法及工艺设备等方面尚存在着较大的距离，比方国外氟橡胶有50多个种类，而国内当前只要10多个种类。尤其是高含氟量氟橡胶、耐低温氟橡胶和直接用过氧化物硫化的胶种还仅有试制品，氟橡胶新商品如偏氟乙烯系橡胶、磷腈氟橡胶、不需要二段硫化的氟橡胶及高纯度氟橡胶还没有在中国轿车工业的零配件中得到运用，没有正式的零配件商品。
    2．职业恶性竞赛
    业界因为技能和质量没有大幅进步，引发了商品价格的恶性竞赛。氟橡胶新建产能的外延式扩展，技能来历单一，对高功能特种商品、要害共性技能、运用研讨缺少投入，其成果必定致使商品价格的恶性竞赛。
    3．高端商品依靠进口
    中国轿车零配件中每年许多进口的正是这些高功能氟橡胶，价格昂扬、赢利惊人。当前，中国氟橡胶工业已出现了通用级商品过剩、高端商品依靠进口的表象，氟橡胶实践年产能现已超出商场需要。
    4．氟橡胶的评估系统有待完善
    当前氟橡胶的规范仍是公司规范，没有构成职业或国家规范。
    5．运用上的妨碍还未有效打破
    受加工技能的限制，运用上的妨碍还未能有效打破。当前，国产氟橡胶首要用作各类密封杂件，而技能、质量、出产功率需要较高的曲轴油封、燃油管等商品的商场均被国外巨头所操控，加上轿车工业的召回准则所发生的无穷技能、本钱危险，使原配件商场很少直接运用国产胶。
    六、推进氟橡胶职业的开展
    中国是氟化工最根底质料萤石的储量和产值最大的国家，具有得天独厚的资源优势，因而中国应加大高功能氟橡胶轿车零配件的出产，满意国内轿车工业疾速开展的需要，推进中国氟橡胶轿车零配件的规划调整，制作更佳的经济效益和社会效益。
    1．开展高端商品
    进步现有出产公司技能水平和商品质量，在新商品开发和运用研讨上下功夫，而不是单纯扩展出产规模，或者是在低端商品竞赛上大打价格战。
    2．防止恶性竞赛
    专家一同主张政府有关部门要加强战略研讨，对公司进行正确引导并加强氟橡胶开展战略研讨，加强宏观调控力度，防止构成恶性竞赛的不良局势，做到总体计划科学，规划合理。
    3．推进技能合作与运用
    国内氟橡胶科研出产单位与运用厂家加强技能合作和运用研讨，推进中国氟橡胶工业赶快生长壮大。