Фторкаучуки

Получение материала с высокой тепло- и термостойкостью и малыми значениями остаточной деформации из углеводородов каучуков практически невозможна. Необходимо исключить алифатические углеводородные звенья , а для сохранения эластичности в широком температурном интервале цепь должна состоять из фрагментов, обеспечивающих более свободное вращение вокруг связи цепи и невызывающих усиления межмолекулярного взаимодействия. Это может быть достигнуто 2-мя путями:

1)построение цепи из атомов неорганических элементов (кремнийорганические каучуки)

2)атомы водорода в алифатической углеводородной цепи, с отрыва которых начинается цепной процесс термоокисления, может быть заменены на фтор.

Полная замена водорода на фтор благодаря малому ковалентному радиусу атома не приводит к растяжению и ослаблению углерод-углеродных связей вследствие пространственных затруднений.

Связь между фтором и углеродом хотя и полярна, но мало поляризуемая. По мере накопления атомов фтора в молекуле полярность уменьшается одновременно, уменьшается длина связи С-F и увеличивается энергия или прочность связи. Связь не рвётся по гомолитическому механизму и не расщепляется кислород при высокой температуре. Например, тефлон (политетрафторэтилен) (-CF₂-CF₂-).

[(-CH₂-CF₂-)_m(-CF₂-CFR-)_n]_t – общая структура фторкаучуков

Получают радиальной сополимеризацией

1. Винилиденфторида с гексафторпропиленом в соотношении 7:3. Тип каучука СКФ-26

2. Винилиденфторида и трифторхлорэтилена в соотношении 1:1 или 3:7 получают каучук типа СКФ-32

3. Винилидена с перфторметилвиниловым эфиром получают каучук типа СКФ-260.

Каучуки имеют молекулярную массу 1-6∙10⁶. Температура стеклования у СКФ-26 = -20˚С, СКФ-32 = -18˚С, СКФ-260 = -40˚С.

Каучук выпускается в виде крошки от белого до светло-коричневого цвета, стабильны при хранении, не поддерживают горения, растворимы в кетонах, сложных эфирах, трифторхлорпропане. Начинает разлагаться при температуре больше 320 ˚С. -20 до 250 ˚С интервал работы.

Технологические свойства: чистота оборудования, переработка затруднена вследствие жесткости каучука, смеси изготавливаются на вальцах, малая загрузка, иногда в резиносмесителях. Для формования заготовок используются экструдеры. В резин смесь вводят наполнители (силикаты и фториды металлов, белая сажа, графит, тех углерод). Мягчители используются в отдельных резинах, т.к. они уменьшают термическую и хим стойкость. В качестве мягчителей используют низкомолекулярный полиэтилен и высоковязкие кремний-органические жидкости. В резиновую смесь вводят акцепторы галоген-водородов (оксиды, гидроксиды кальция и магния), соединения свинца, фосфат цинка в сочетании с оксидом цинка. Вулканизация не типичная.

Каучуки типа СКФ-26 вулканизуют полифункциональными аминами, ароматическими гидроксисоединениями в сочетании с сильными органическими основаниями. Каучуки типа СКФ-32 вулканизуются внутрикомплексными соединениями. Каучуки СКФ-260 вулканизуются ɣ-излучениями или органическими пероксидами в сочетании с соагентами. Вулканизацию проводят в 2 стадии. На 1-ой стадии формования заготовки вулканизуют в прессе под давлением, постепенно повышая температуру до 150±3 ^оС, затем охлаждают также под давлением (охлаждают до 30). При этом необходимой вулканизационной структуры не образуется. 2 стадия - термостатирования при 200^оС в течение 24ч, при этом температуру поднимают ступенчато. При этом происходит формирование пространственной структуры, разрывается глобулярная структура каучука, превращается в фибриллярную и удаляются летучие продукты. Свойства: Резины имеют высокую прочность и термостойкость, выносливость при многократных деформациях (динамическая выносливость). Резины имеют химическую выносливость, стойкость к набуханию в маслах и растворителях (кроме фторированых). Недостаточная морозостойкость ((-10)-(-15)) решается модифицированием каучука. Резины имеют хорошую огнестойкость хорошие диэлектрические свойства, износостойкость и малую газопроницаемость.