四氟乙烯-丙烯(TFE-P)共聚物是以交替结构为主、玻璃化温度低的含氟聚合物,进一步加工交联后可得到耐高温、耐油、耐化学腐蚀等性能优异的橡胶材料。论文针对TFE-P共聚物合成、生胶和硫化胶结构与性能研究较少的现状,开展TFE-P二元共聚物的合成研究,在获得高分子量、高门尼黏度的共聚物生胶基础上,研究生胶分子量、加工体系组成对硫化胶结构和性能的影响。在此基础上,针对二元生胶加工后交联程度较低这一缺陷,探索了二元生胶热处理生成官能团和三元共聚改性方法,并研究了改性生胶和硫化胶结构与硫化胶性能的关系。首先,分别采用水溶性引发剂A或油溶性引发剂B、还原剂、促进剂C和D,通过低温乳液聚合合成TFE-P二元共聚物,研究了氧化-还原引发体系组成、投料方式和还原剂补加速度、缓冲剂用量、聚合温度等对聚合速率和共聚物平均分子量的影响,发现引发剂和促进剂一次投料而还原剂连续补加,可获得稳定、较大的聚合速率,还原剂补加速率越快,聚合速率越快；聚合温度为30℃和35℃时,初期聚合速率大,但引发剂消耗快,后期聚合速率明显下降,且聚合产物的平均分子量较低；采用水溶性引发剂,聚合体系加入NaOH/Na2HPO4缓冲体系对提高聚合速率有利,而采用油溶性引发剂,聚合体系不宜加入NaOH/Na2HPO4缓冲体系,引发剂A合成的共聚物的平均分子量和门尼黏度大于引发剂B合成的共聚物。在优化聚合条件(水溶性引发剂、促进剂一次投料,还原剂连续补加,聚合温度25℃等)下制得重均分子量大于30万、交替结构比例在88%以上的TFE-P共聚物。其次,研究了TFE-P二元共聚物平均分子量、交联剂用量、助交联剂品种和用量、填料种类和用量对硫化胶的结构和性能的影响,发现生胶平均分子量越高和过氧化二异丙苯(DCP)交联剂用量越大,硫化胶的凝胶含量、交联密度、拉伸强度和硬度越大；当助交联三烯丙基异氰酸酯(TAIC)用量为4份/100份生胶时,硫化胶的凝胶含量、交联密度和拉伸强度最大；以高乙烯基含量、结构稳定的八乙烯基笼型倍半硅氧烷(OVPOSS)为助交联剂,能显著提高硫化胶的交联程度,提高其拉伸强度和热稳定性；N550型炭黑在胶料中的分散性好,对橡胶的补强效果最好；白炭黑也可在胶料中均匀分散,硫化胶的交联程度和力学性能与N550型炭黑补强的硫化胶相当。基于以上研究得到TFE-P二元共聚物的优化加工配方为：生胶／(白)炭黑/DCP/TAIC/硬脂酸钠=100/20-25/1/4/1。再次,针对TFE-P二元共聚物交联程度偏低的不足,开展二元生胶热处理脱氟化氢而形成不饱和双键可交联官能团的研究,发现添加过氧化物A或过氧化物A/氧化镁复配物热处理改性二元生胶,可降低热处理温度,缩短热处理的时间,当过氧化物A用量为2 phr,氧化镁用量为1 phr,200℃热处理20min,由改性二元生胶制备的硫化胶的综合性能最好,其交联程度、拉伸强度和热稳定性与由旭硝子商业化产品AFLAS 100S制备的硫化胶相当。最后,采用乳液共聚合成了第三单体改性的TFE-P共聚物,并对三元共聚橡胶的结构和性能进行了研究。发现偏氟乙烯、甲基丙烯酸乙烯酯(VMA)第三单体的引入对乳液共聚动力学有一定影响；相同加工交联条件下,三元共聚物的凝胶含量和交联密度高于TFE-P二元共聚物,尤其是少量VMA或巴豆酸乙烯酯(VCA)的引入可显著提高硫化胶的交联程度,并提高硫化胶的拉伸强度和耐热性能。以上结果对TFE-P共聚橡胶的制备、加工和改性有很好的指导作用。