密封結構新材料及其生產新工藝

(1)軟環材料：機械密封用軟環材料已由原來的普通浸漬樹脂/金屬石墨等增強型石墨發展為硅化石墨、氣相沉積碳石墨、BN增強石墨、碳-碳復合材料等[31]。

(2)硬環材料[32-34]：機械密封用硬環材料已由原來的鑄鐵、Al2O3陶瓷、硬質合金發展為綜合性能優異的SiC、CrC，并采用物理/化學沉積法在硬環摩擦表面沉積耐磨層（如DLC膜），氟膠O型圈密封，激光溶覆、熱噴涂陶瓷、熱噴熔鎳基自熔合金/熱噴熔鐵基自熔合金、熱噴涂陶瓷/熱噴熔鐵基涂等技術來降低成本，獲得高性價比的機械密封基礎件。

(3)輔助密封圈材料：輔助密封圈材料除了傳統的橡膠類材料、普通增強型PTFE復合材料和柔性石墨外，較近20年人們通過在上述基體材料中填充各種微納尺度的粒子、纖維和新型樹脂，氟膠O型圈規格，并通過應用新

的表面處理技術與方法對填料表面進行處理，大大提高了填料與基體材料之間的相容性，從而提高了傳統橡塑材料的力學性能、熱性能和摩擦性能，使密封圈的性能穩定性、耐磨性和耐久性遠遠**過了原有的橡塑輔助密封圈[35，36]。另外，聚醚醚酮（PEEK）、**高分子聚（UHWPE）、聚醚（PPS）、聚甲醛（POM）等樹脂材料以及全氟橡膠（FFKM）和氟塑料包覆橡膠作為密封新材料，已經得到成功應用。

氟橡膠低溫密封性能的發揮

? ? ? ??眾所周知，絕大部分的含氟聚合物均可在200℃以上使用[1]。這是因為在氟高分子材料中，氟碳健十分堅固，氟包圍在碳外面形成強有力的保護層，使它不被高溫、油和化學藥劑及氧的破壞和侵襲。因此，它具備較高的穩定。事實上，以往發表的大量資料都涉及氟橡膠的耐高溫、耐油、耐化學腐蝕、耐氧化等方面的性能，較少涉及到氟橡膠在低溫下的性能特點。本文主要以氟橡膠中量大面廣的維通型氟橡膠(相當于國產氟橡膠26-41和246)的低溫性能作為討論對象，使它更好地應用于低溫工程的密封上，氟膠O型圈，以求拓寬其應用溫度范圍，做到物盡其用。

? ? ??從表面上看，氟橡膠在-20℃左右就失去橡膠的高彈性，它在動態下的使用溫度極限為-29℃，氟膠O型圈，在-32℃左右就變硬發脆。這一點，只能從高分子化學觀念去理解它:碳鍵化合物中的原子被氟原子取代之后，碳—碳鍵的旋轉勢壘增高了，分子鍵引起相應的變化，比原來要僵硬些。因此，它的耐低溫的性能也相應降低了。橡膠的玻璃化溫度和脆性溫度是橡膠耐塞性能中的兩個概念。

以下簡要介紹氟橡膠的具體情況。

(1)維通型氟橡膠的玻璃化溫度，是指氟橡膠由玻璃態向高彈態轉變的溫度。當溫度低于氟橡膠的玻璃化溫度時，氟橡膠不能呈現高彈性，而表現為堅硬玻璃狀物[2]。VitonA(相當于國產氟橡膠26-41)的玻璃化溫度為-20℃，VitonB(相當于國產氟橡膠246)是0℃[3]。

(2)維通型氟橡膠的脆性溫度是指在一定條件下，試樣在低溫下受沖擊產生破壞時的較告溫度。它是橡膠的特性溫度，但不能代表橡膠及其制品的工作溫度下限。利用脆性溫度，可以比較不同橡膠材料或不同配方的低溫性能的優劣。國產氟橡膠26-41的脆性溫度為-32℃左右(此數據是在2mm厚的試樣中得出的數據)。

橡膠的脆性溫度與試樣的厚度關系很大，不同厚度下氟橡膠試樣的脆性溫度也不同。

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