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通用橡胶: 丁腈橡胶NBR

丁腈橡胶(NBR)是由丁二烯和丙烯腈两种单体经乳液聚合或溶液聚合而成的弹性体。工业上使用的丁腈橡胶主要是乳液聚合得到的丁腈橡胶。其分子结构是随机的,其化学结构式如下:


同时,丁二烯链主要为反式-1,4结构。含28%丙烯腈的顺丁橡胶具有反式-1,4结构含量77.6%和L,2结构含量10%的微观结构。1,4结构和1,2结构,如顺丁-1,4结构含量在28℃时为12.4%。


一、结构特点


(1)分子结构为不规则无定形橡胶。


(2)极性橡胶是在分子链中引入强极性氰基形成的。丙烯腈含量越高,极性越强,分子间作用力越大,分子链的柔性越差。


(3)不饱和橡胶是由于分子链中存在双键。但随着丙烯腈含量的增加,双键数目减少,即不饱和度随丙烯腈含量的增加而降低。


(4)相对分子质量分布较窄。例如,中、高丙烯腈含量NBR的相对分子质量分散指数为4.1。


2。性质、功能及应用


NBR是一种浅黄色到棕色的弹性体,有轻微的腋窝气味。随着丙烯腈含量的增加,密度在0.945~0.999 g/cm3之间。丁腈橡胶可溶于苯、甲苯、酯类、氯仿和极性溶剂等芳烃。


NBR的优缺点总结如下:


丁腈橡胶的耐油性能仅次于聚硫橡胶和氟橡胶,但优于氯丁橡胶。由于氰基极性高,NBR不向非极性和弱极性油中扩散,但对芳烃和氯化烃油的抗性较差。


(2)丁腈橡胶具有丙烯腈的结构,不仅降低了分子的不饱和度,而且由于氰基具有较强的电子吸收能力,使烯丙基方向的氢更加稳定,其耐热性优于丁苯橡胶、普通橡胶等天然橡胶,如图T所示。他身材高大。L 11。选择合适的配方,在热油中最高工作温度可达130,可承受150高温。


(3)NBR极性增加了分子间作用力和耐磨性。丁腈橡胶的耐磨性比天然橡胶高30%-45%。


(4)NBR的极性和反-1,4结构使其致密、低渗透。这也是由于丁基橡胶具有良好的气密性。


由于引入了丙烯腈,丁腈橡胶的耐化学腐蚀性能优于天然橡胶,但对强氧化酸的耐腐蚀性能较差。


_丁腈橡胶是一种无自增强性的无定形橡胶。纯橡胶硫化胶的拉伸强度仅为3.0-4.5兆帕。因此,使用前必须加固。炭黑增强硫化胶的拉伸强度可达25-30MPa,优于丁苯橡胶。


_由于分子链的柔韧性和非结晶性差,丁腈橡胶的弹性、耐寒性、柔韧性和抗撕裂性差,使硫化胶发生热变形。丁腈橡胶的耐寒性比普通橡胶差,脆化温度为-10~20℃。


_丁腈橡胶的极性使其具有半导电性,不易作为电绝缘材料使用。它的体积电阻只有108-l09欧?介电系数为7-12的m最差。


_ NBR是不饱和的,其分子链不够灵活,不能被臭氧破坏,加速了臭氧裂纹的传播。特别是当产品与使用中的油接触时,在合作过程中加入的抗臭氧剂很容易被油抽出来,具有防止臭氧破坏的能力。


_ NBR分子量分布窄,极性大,分子链柔性差,化学结构特殊,加工性差。结果表明:塑料的塑化效果低,混炼操作困难,混炼过程中热量高,压延、挤出的收缩、膨胀率高,自粘性差,固化速度慢。


(11)丁腈橡胶是最昂贵的橡胶之一,其生产成本高于氯丁橡胶。


(12)氢化丁腈橡胶(HNBR)的功能特性氢化丁腈橡胶比氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯和丙烯酸酯橡胶具有更好的耐油性,其耐热性介于氯磺化聚乙烯、氯醚橡胶和乙烯丙二烯橡胶之间,即S优于一般丁腈橡胶(40℃以上),其耐油性较低。温度性能优于丙烯酸酯橡胶。耐胺性和耐蒸汽性均优于氟橡胶,与三元乙丙橡胶相似。压缩永久变形接近三元乙丙橡胶,挤压性能优于氟橡胶。


氢化丁腈橡胶主要用于油气井和汽车工业。近年来,油气井的井深越来越深,井下环境和温度条件越来越严格。在高温高压下,NBR和FBR很快被硫化氢、二氧化碳、甲烷、柴油、蒸汽和酸破坏。氢化丁腈橡胶在这些介质中的诱导效果优于丁腈橡胶和FBR。


丁腈橡胶(NBR)以其优良的耐油性能和橡胶性能广泛应用于各种耐油产品中。高丙烯腈含量的丁腈橡胶一般用于直接接触油和耐油要求高的产品,如油封、输油管道、化工容器织物、垫片等,一般耐油产品一般采用中丙烯腈含量的丁腈橡胶,如:O耐油胶管、油箱、印刷胶辊、耐油手套等。低丙烯腈含量的丁腈橡胶用于耐油要求低的产品,如耐低温耐油产品和耐油减震产品。


其次,由于NBR具有半导电性,因此可以用于需要静电以避免火灾发生的地方,如纺织辊、皮革环、阻燃输送带等。


NBR还可以与其他橡胶或塑料一起使用,以改善各种功能,最广泛的是用聚氯乙烯进一步提高其耐油性和耐臭氧老化性。


分类


乳液型聚丁二烯-丙烯腈橡胶(EPNBR)种类繁多。根据丙烯腈含量、门尼粘度和聚合温度,一般分为几十种。根据用途不同,可分为一般型和特殊型两种。特殊类型包括羧基丁腈橡胶、部分交联丁腈橡胶、丁腈和聚氯乙烯共沉淀橡胶、液体丁腈橡胶和氢化丁腈橡胶。丁腈橡胶按丙烯腈含量可分为五类。


(1)超高丙烯腈-丁二烯-丙烯腈橡胶中丙烯腈含量超过43%。


(2)高丙烯腈-丁二烯-丙烯腈橡胶中的丙烯腈含量为36%-42%。


(3)中、高丙烯腈-丁二烯-丙烯腈橡胶中丙烯腈含量为31%-35%。


(4)丙烯腈-丁二烯-丙烯腈橡胶-丙烯腈含量为25%-30%。


丙烯腈橡胶中的丙烯腈含量小于24%。


国产丁腈橡胶的丙烯腈含量大致为三个等级,即相当于上述高、中、低丙烯腈含量等级。对于每种NBR,商标通常可以根据门尼粘度值进行分类。穆尼粘度较低(约45)。它具有优良的加工性能,不需塑料即可直接混合。但是,强度、回弹和压缩永久变形等物理力学性能比同等级的稍差。但是,如果门尼粘度高,必须在混合前形成。


根据聚合温度,NBR可分为两类:热NBR(聚合温度25-50 C)和冷NBR(聚合温度5-20 C)。热聚丁二烯-丁腈橡胶(TPNBR)加工性差,塑性差,不易缓蚀。冷聚丁腈橡胶由于聚合温度的降低,增加了反式-1,4结构的含量,降低了凝胶含量和歧化程度,从而提高了加工功能。结果表明,该工艺能耗低,粉体消耗快,压延、挤压半成品润滑性好,粒度更稳定,在溶剂中溶解性能好,物理机械性能提高。对。


国内NBR商标一般用四位数字表示。前两位数字表示丙烯腈的含量,第三位数字表示聚合的条件和含量。


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