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丁腈橡胶(NBR)

文章来源:https://www.hayondpowder.cn 发布时间:2020-01-10 浏览次数:367

丁腈橡胶(NBR)

  丁腈橡胶是由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的一种合成橡胶。丁腈橡胶具有优良的耐油性,其耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶,且具有耐磨性和气密性。丁腈橡胶的缺点是不耐臭氧及芳香烃、卤代烃、酮及酯类溶剂,不宜做绝缘材料。耐热性优于丁苯橡胶、氯丁橡胶,可在120℃长期工作。气密性仅次于丁基橡胶。丁腈橡胶耐臭氧性能和电绝缘性能不佳,耐水性较好。丁腈橡胶主要用于制作耐油制品,如耐油管、胶带、橡胶隔膜和大型油囊等,常用于制作各种耐油橡胶制品、多种耐油垫圈如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管、胶管、密封件、印染胶辊、电缆胶材料等,也用于制作胶板和耐磨零件。在汽车、航空、石油、复印等行业中成为必不可少的弹性材料。

  丁腈橡胶依据丙烯腈含量可分成以下五种类型:

①极高丙烯腈丁腈橡胶:丙烯腈含量43%以上;

②高丙烯腈丁腈橡胶:丙烯腈含量36%-42%;

③中高丙烯腈丁腈橡胶:丙烯腈含量31%-35%;

④中丙烯腈丁腈橡胶:丙烯腈含量25%-30%;

⑤低丙烯腈丁腈橡胶:丙烯腈含量24%以下。

  丁腈橡胶的性能受丙烯腈含量影响,随着丙烯腈含量增加,拉伸强度、耐热性、耐油性、气密性、硬度提高,但弹性,耐寒性降低。丙烯腈含量对丁腈橡胶性能的影响如下表所示:

丙烯腈含量与丁腈橡胶(NBR)性能的关系

性能

丙烯腈含量由低到高

性能

丙烯腈含量由低到高

加工性能(流动性)

降低

气密性

提高

硫化速率

减慢

抗静电性

提高

密度

增大

绝缘性

降低

定伸应力,拉伸强度

提高

耐磨性

提高

硬度

增大

弹性

降低

耐热性

提高

自黏互黏性

提高

耐臭氧性能

提高

生热性能

增大

溶解度参数

增大

包辊性能

提高

耐油性

增强

玻璃化温度

升高

  对每个等级的丁腈橡胶,一般可根据门尼黏度值的高低分成若干牌号。门尼黏度值低的(45左右),加工性能良好,可不经塑炼直接混炼,但物理机械性能,如强度、回弹性、压缩永久变形等则比同等级黏度值高的稍差。而门尼黏度值高的,则必须塑炼,方可混炼。

  丁腈橡胶的极性非常强,与其它聚合物的相容性一般不太好,但和氯丁橡胶、改性酚醛树脂、聚氯乙烯等极性强的聚合物,特别是和含氯的聚合物具有较好的相容性,常进行并用,与聚氯乙烯并用,以进一步提高它的耐油、耐臭氧老化性能。另外,为改善加工性和使用性能,丁腈橡胶也常与天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶等非极性橡胶并用。与其它聚合物并用(除聚氯乙烯之外)都存在降低耐油性的趋势。

  丁腈橡胶主要采用硫黄和含硫化合物作为硫化剂,也可用过氧化物、含镉化合物或树脂等进行硫化;由于丁腈橡胶制品多数为耐油密封件,要求压缩永久变形小,因此多采用低硫和含硫化合物并用,或单用含硫化合物(无硫硫化体系)或过氧化物作硫化剂。硫磺促进体系是丁腈橡胶应用最广泛的硫化体系。硫黄可使用硫黄粉,也可使用不溶性硫黄。由于硫黄在丁腈橡胶中的溶解度比天然橡胶低,所以应注意控制用量。硫黄用量增加,定伸应力、硬度增大,耐热性降低,但耐油性稍有提高,耐寒性变化不大。一般软质橡胶由于丁腈橡胶不饱和度低于天然橡胶,所需硫的用量可少些,一般用量1.2-2份,硫化促进剂用量可略多于天然橡胶,常用量1—3.5份。丁腈橡胶的软质硫化胶最宜硫黄用量为1.5份左右。不同丙烯腈含量的丁腈橡胶所需硫黄量也不同,当丙烯腈含量高,而丁二烯相对含量低时,由于减少了不饱和度,所需硫黄用量可酌量减少。如丁腈-18,硫黄用量1.75-2份;丁腈-26,硫黄用量1.5~1.75份,具有良好的综合性能。低硫配合可提高硫化胶的耐热性,降低压缩永久变形及改善其它性能,因此丁腈橡胶常采用低硫(硫黄用量0.5份以下)高促硫化体系。丁腈橡胶使用的促进剂主要是秋兰姆类和噻唑类,其中秋兰姆类促进剂的硫化胶性能较好,特别是压缩永久变形性良好,故应用更为普遍。此外还使用次磺酰胺类促进剂。胺类和胍类促进剂常作为助促进剂使用(用量0.1-0.3份),有时秋兰姆类促进剂也可作为助促进剂。硫黄与不同促进剂并用具有不同的性能,例如用二硫化四甲基秋兰姆与硫黄并用,采取低硫或无硫配合(如TT/CZ 3.0/3.0、S/TT0.1-0.5/3.5-2.0、S/TT/DM 0.5/1.0/0.5或0.25/2. 5/1.5),耐热性优异;硫黄与一硫化四甲基秋兰姆(如S/TMTM l.5/0.4)并用,胶料具有较低的压缩永久变形和最小的焦烧倾向;硫黄与促进剂M、DM或CZ并用(如S/M( DM)1.5/0.8-1.5、S/NS(CZ)1.5/0.7—1.0),胶料强伸性能好,是一种常用的硫化体系。高量秋兰姆类与次磺酰胺类并用或秋兰姆类与噻唑类并用的低硫配方(如S/TT/CZ 0.5/2.0/1.0),硫化胶的物理机械性能优异,耐热性良好,压缩永久变形小,并且不易焦烧和喷霜。减小压缩永久变形,采用少量硫黄与秋兰姆并用是极其有效的。该配方的特点是压缩永久变形小,但焦烧时间稍短。

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