Nitrilbutadiengummi: egenskaper, produktion, applicering

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Nitrilbutadiengummi (NBR) är den huvudsakliga råvaran för tillverkning av olika typer av gummi med optimal hållbarhet. Det är ett syntetiskt polymermaterial som erhålls genom sampolymerisation av butadien med akrylnitril (NAC). Det kan kallas nitril, divinylnitril, butadien-akrylnitrilgummi eller butakryl. I den internationella beteckningen är detta material märkt NBR (nitril-butadienerubber), i den inhemska beteckningen - SKN (nitrilsyntetgummi).

I tillämpliga fall

Denna typ av gummi används oftast i de industrier där optimal motståndskraft för gummiprodukter mot kemiskt aggressiva miljöer är viktig. Av stor betydelse är sådana egenskaper hos butadien-nitrilgummi som hög elasticitet och liten permanent deformation. Detta material är brettanvänds vid tillverkning av gummielement som har direkt kontakt med kemiskt aktiva material - det kan vara alla typer av tätningar, oljetätningar, gummikompensatorer, bränsle- och oljeslangar, drivremmar, bränsletankar för bilar, flyg- och oljeindustri, tryckoffset tallrikar och andra produkter.

Produkter baserade på detta gummi sväller inte i oljiga vätskor, frostskyddsmedel och vatten. Från vissa typer av sådant material är höljet av elektriska ledningar och gummihandskar gjorda, som har speciell styrka och slitstyrka. Det används vid tillverkning av olika lim, tätningsmedel och polyuretanskum. Gummi är basen i tillverkningen av lim.

När och var kom detta gummi ifrån?

Att erhålla butadien-nitrilgummi registrerades 1934 i Tyskland. Vid den tiden skapade tyska forskare ett material unikt i sina egenskaper och patenterade det under namnet Buna-N. Under andra världskriget var det nya materialet efterfrågat i militärindustrin.

På grund av bristen på naturliga råvaror lanserade USA:s högsta ledning ett speciellt program som involverade aktiv utveckling av produktionen av butadien-nitrilgummi och andra typer av syntetiska råvaror för gummivaror. Materialet som producerades under detta program hette GR-N. Hittills har BNR blivit ett av de mest eftertraktade specialgummin. Den tillverkas i mer än 20 länder runt om i världen.

NBR-produktion

Denna typ av material erhålls genom konstruktiv polymerisation i en vattenh altig emulsion. Processen utförs både vid höga och vid låga temperaturer. De huvudsakliga monomererna för deras produktion är butadien-1, 3 och akrylsyranitril (NAC), blandade i en viss proportion. Dessa ämnen är inte beroende av temperatur. Med hänsyn till lagarna för slumpmässig sampolymerisation bör det noteras att denna tandem av monomerer bör ha egenskaperna hos en azeotrop komposition innehållande cirka 40 % akrylnitril i en blandning av monomerer.

Vid tillverkning av denna typ av gummi finns ett behov av en mer fullständig rening under koagulering av emulgeringsmedel som används för polymerisation. I de tillverkade gummina är en liten mängd aska, mineral och flyktiga föroreningar (högst 1%) tillåtna. De kan laddas med färgbara eller icke-färgbara antioxidanter.

Vad är BNK

I vårt land tillverkas gummi av sådana typer som nitrilgummi-18 (SKN-18), nitril-butadiengummi-26 (SKN-26) och nitrilbutadiengummi-40 (SKN-40). Den numeriska indikatorn i kvaliteter visar antalet akrylnitrilenheter i polymerer. De kan innehålla 18 %, 26 % respektive 40 % akrylonitril.

Genom att ändra antalet ingående ingredienser kan du uppnå olika egenskaper hos det resulterande materialet. Beroende på andelen akrylnitril, egenskapernagummin kan variera i hårdhet, viskositet, olje- och bensinbeständighet. Procentandelen NAC påverkar den intermolekylära effekten av strukturella enheter. Det är denna faktor som påverkar användningen av nitrilbutadiengummi i vissa delar av den nationella ekonomin. Ändå används det som råmaterial för tillverkning av ett stort utbud av industriella gummiprodukter.

Material imperfections

Trots det faktum att gummiprodukter tillverkade med tillägg av BNR har en hel rad utmärkta prestanda (hög draghållfasthet och duktilitet, relativ töjning, riv- och nötningsbeständighet, utmärkt olje- och bensinbeständighet), detta material och vissa brister.

Tuffare driftsförhållanden förknippade med ökad hastighet på mekanismer och brist på kylolja, leder till att gummielement endast kan fungera vid temperaturer upp till +150 grader. När driftstemperaturen stiger över detta värde uppstår strukturering och sedan förstörelsen av gummi som skapats på basis av NBR. Med andra ord blir uppvärmt gummi hårt och sprött.

Exponering för låga temperaturer har också en negativ effekt på gummiprodukter, som användes vid tillverkning av nitrilgummi. Den optimala driftstemperaturen för dem anses inte vara lägre än -35˚С.

Moderne gummimodifieringar

Att skapa gummiprodukter meden unik uppsättning egenskaper, mer moderna modifieringar av gummi används. Hydrogenerade nitrilbutadiengummin anses vara en av de lovande utvecklingarna inom modifiering. De har utmärkta bearbetningsegenskaper i olika typer av gummitillverkning.

Gummi tillverkat på basis av polyvinylkloridmodifierade gummin ger stabilare prestanda i väderbeständighet (upp till -50 grader) och extrem driftstemperatur upp till +160 grader. Den är avsevärt överlägsen produkter tillverkade på basis av nitrilgummi när det gäller rivstyrka och slitstyrka. Har utmärkt motståndskraft mot aktiv påverkan av kemiskt aggressiva miljöer. Detta gummi är dock inte så starkt och elastiskt. Därför, för att förbättra materialets bearbetningsegenskaper, används det oftast i kombination med konventionella typer av nitrilgummi.

Vulcanization

Vulkaniseringsprocessen av butadien-nitril-gummi utförs med svavel, såväl som tiuram, organiska peroxider, alkylfenol-formaldehydhartser och organiska klorföreningar. Temperaturen kan variera från 140˚ till 190˚ Celsius. Under denna process observeras en stor platå av vulkanisering. Det ökade innehållet av NAC bidrar till en ökning av vulkaniseringshastigheten. Kvaliteten på de resulterande gummina utvärderas av vulkanisatorernas inneboende egenskaper.

Properties

BNC-egenskaper bestämsinnehåll av akrylnitril. Denna typ av gummi är mycket löslig i ketoner, vissa kolvätelösningar och estrar. Alifatiska kolväten och alkohol har praktiskt taget ingen effekt på upplösningen av nitrilbutadiengummin. En ökning av sammansättningen av materialet akrylnitril bidrar till den intermolekylära verkan mellan polymerkedjorna: ju mer NAA i sammansättningen av materialet, desto högre densitet och temperatur ökar glasövergången. En ökad h alt av NAA minskar de dielektriska egenskaperna, minskar graden av löslighet i aromatiska lösningsmedel och ökar motståndet mot svallning i alifatiska kolväten.

Beroende på polymerisationsförloppet av gummi kan det tillverkas med olika plastoelastiska egenskaper. De kan vara:

• Mycket hårt (Defoe-hårdhet 21,5 - 27,5 N). Vid märkning av sådant gummi läggs bokstaven "T" till dess namn.
• Solid (Defoe-hårdhet 17,5 - 21,5 N).
• Mjuk (Defoe-hårdhet 7,5 - 11,5 N). Vid märkning av sådant gummi läggs bokstaven "M" till dess namn.

För NBR tillverkade med alkylsulfonater som emulgeringsmedel, läggs bokstaven "C" till på märkningen. Till exempel är SKN-26MS ett mjukt gummi som innehåller 26 % bundet NAC, och en biologiskt nedbrytbar alkylsulfonatemulgeringsmedel användes i beredningen.