高温后固化必须使用强制通风烘箱,因为初始压缩成型工艺会使氟硅橡胶在化学上不完整。虽然橡胶在 140°C 下成型,但需要 200°C 下进行 4 小时的二次固化阶段,以完成交联网络并主动排出挥发性化学副产物,否则这些副产物会损害材料的性能。
核心要点:初始成型决定部件的形状,而后固化则决定其性能。您必须使用强制通风烘箱来驱动化学反应完成并冲走残留的挥发物,确保最终产品具有必要的耐热稳定性和压缩永久变形性。
完成化学结构
稳定交联网络
初始压缩成型通常在 140°C 下进行,足以定型部件,但并未完全稳定材料。在此阶段,内部的交联网络基本上是“不成熟”的。后固化工艺提供了将此网络锁定到最终稳定状态所需的额外热能。
反应剩余活性基团
在初始成型过程中,并非所有化学成分都能完全反应。在 200°C 下进行后固化可驱动任何剩余的未反应活性基团完成反应。没有这一步,材料将保持化学活性,导致性能随时间发生不可预测的变化。
挥发作用的关键作用
去除副产物
交联反应会产生化学副产物,并留下残留的添加剂。强制通风烘箱——而不是密闭腔室——是必需的,以促进这些痕量元素的挥发。气流将这些气体从部件表面带走,防止它们重新吸附或被困住。
优化物理性能
这些残留物的去除直接关系到材料的物理完整性。通过消除这些杂质,您可以显著优化橡胶的压缩永久变形性(即被挤压后反弹的能力)。此外,这种净化确保材料达到其额定的最大长期耐热稳定性。
理解工艺区别
强制通风与真空萃取
区分这个后固化步骤与原材料纯化至关重要。虽然真空烘箱在早期合成阶段用于在较低温度(150°C)下萃取单体和杂质,但后固化需要不同的方法。
对流的必要性
对于后成型阶段,强制空气对流优于真空处理。此阶段的目标不仅是在负压下进行萃取,还要均匀施加高温(200°C)以驱动最终的化学固化,同时清除逸出的副产物。
避免常见陷阱
固化时间不足
缩短推荐的4 小时时间将导致部件看起来已完成但无法承受应力。部件中心可能保留未反应的基团,导致过早的机械失效。
气流不足
如果烘箱过载或空气流通不畅,挥发物会在部件周围形成局部“云雾”。这会阻碍有效的排气,并可能导致最终应用中表面发粘或耐热性降低。
为您的目标做出正确选择
如果您的主要关注点是尺寸稳定性:
- 确保后固化周期完成全部 4 小时,以最大化压缩永久变形性,防止部件在负载下发生永久变形。
如果您的主要关注点是材料纯度:
- 优先考虑烘箱的高气流速率,以确保所有痕量副产物立即从腔室中排出,防止重新沉积在部件表面。
如果您的主要关注点是高温应用:
- 严格遵守 200°C 的设定点温度,以完全稳定交联网络,确保橡胶能够承受其最高工作温度而不会降解。
后固化不仅仅是干燥步骤;它是将模塑形状转化为耐用工程级组件所需的最终、不可协商的化学制造阶段。
总结表:
| 特征 | 初始成型 (140°C) | 后固化 (200°C) |
|---|---|---|
| 主要目标 | 成型部件 | 完成化学交联 |
| 材料状态 | 化学不成熟 | 完全稳定的网络 |
| 挥发物去除 | 被困的副产物 | 主动挥发与去除 |
| 关键结果 | 定义的几何形状 | 压缩永久变形性与耐热稳定性 |
| 设备 | 压缩模具 | 强制通风对流烘箱 |
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参考文献
- Jae Il So, Yingjie Qian. Improvement of Heat Resistance of Fluorosilicone Rubber Employing Vinyl-Functionalized POSS as a Chemical Crosslinking Agent. DOI: 10.3390/polym15051300
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .