《丁腈橡膠》課件

橡膠加工工藝第七節(jié)丁腈橡膠第七節(jié)丁腈橡膠〇、丁腈橡膠英文名稱Acrylonitrile-ButadieneRubber/NitrileRubber，簡(jiǎn)稱NBR；聚合單體丁二烯和丙烯腈聚合方法溶液或乳液聚合

工業(yè)上所使用的丁腈橡膠大都是由乳液法制得的普通丁腈橡膠。2023/7/26Acrylonitrile-ButadieneRubberNitrileRubber(NBR)iscommonlyconsideredtheworkhorseoftheindustrialandautomotiverubberproductsindustries.NBRisactuallyacomplexfamilyofunsaturatedcopolymersofacrylonitrileandbutadiene.Byselectinganelastomerwiththeappropriateacrylonitrilecontentinbalancewithotherproperties,therubbercompoundercanuseNBRinawidevarietyofapplicationareasrequiringoil,fuel,andchemicalresistance.Intheautomotivearea,NBRisusedinfuelandoilhandlinghose,sealsandgrommets.Withatemperaturerangeof–40oCto+125oC,NBRmaterialscanwithstandallbutthemostsevereautomotiveapplications.OntheindustrialsideNBRfindsusesinrollcovers,hydraulichoses,conveyorbelting,graphicarts,oilfieldpackers,andsealsforallkindsofplumbingandapplianceapplications.2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠一、分類品種1、依據(jù)ACN含量和用途分國(guó)產(chǎn)丁腈橡膠的丙烯腈含量大致有三個(gè)等級(jí)，即相當(dāng)于左述的高、中、低丙烯腈含量等級(jí)。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠2、根據(jù)門(mén)尼粘度分對(duì)每個(gè)等級(jí)的丁腈橡膠，一般可根據(jù)門(mén)尼黏度值的高低分成若干牌號(hào)。門(mén)尼黏度值低的（45左右），加工性能良好，可不經(jīng)塑煉直接混煉，但物理機(jī)械性能，如強(qiáng)度、回彈性、壓縮永久變形等則比同等級(jí)黏度值高的稍差；而門(mén)尼黏度值高的，則必須塑煉，方可混煉。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠3、按聚合溫度分熱聚丁腈橡膠冷聚丁腈橡膠熱聚丁腈橡膠的加工性能較差，表現(xiàn)為可塑性獲得較難，吃粉也較慢。提高了反式-1,4結(jié)構(gòu)的含量，凝膠含量和歧化程度得到降低，使加工性能得到改善，表現(xiàn)為加工時(shí)動(dòng)力消耗較低，吃粉較快，壓延、壓出半成品表面光滑、尺寸較穩(wěn)定，在溶劑中的溶解性能較好，并且還提高于物理機(jī)械性能。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠4、國(guó)產(chǎn)NBR的牌號(hào)通常以四位數(shù)字表示：前兩位數(shù)字表示丙烯腈含量；第三位數(shù)表示聚合條件和污染性；第四位數(shù)字表示門(mén)尼黏度。如：NBR－2626，表示丙烯量含量為26%～30％，是軟丁腈橡膠，門(mén)尼黏度為65～80；NBR3606，表示丙烯腈含量為36%~40％，是硬丁腈橡膠，有污染性，門(mén)尼黏度為65~79。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、分子式其中，丁二烯鏈節(jié)以反式-1,4結(jié)構(gòu)為主，少量的以順式1,4-結(jié)構(gòu)或1,2-結(jié)構(gòu)方式鍵合。例如：在28℃下聚合時(shí)，反式-1,4結(jié)構(gòu)含量為77.6％，順式-1,4結(jié)構(gòu)含量為12.4％，l,2-結(jié)構(gòu)含量為10.5％。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)⑴、近程結(jié)構(gòu)極性橡膠、不飽和橡膠、無(wú)規(guī)共聚⑵、遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)分子量分布較窄、分子柔性較差⑶、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)非結(jié)晶性橡膠2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠三、性質(zhì)、性能與應(yīng)用1、性質(zhì)丁腈橡膠為淺黃至棕褐色、略帶腋臭味的彈性體，密度隨丙烯腈含量的增加而由0.945～0.999g/cm3不等，能溶于苯、甲苯、酯類、氯仿等芳香烴和極性溶劑；其性能隨丙烯腈含量而變化。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠TheACNcontentisoneoftwoprimarycriteriadefiningeachspecificNBRgrade.TheACNlevel,byreasonofpolarity,determinesseveralbasicproperties,suchasoilandsolventresistance,low-temperatureflexibility/glasstransitiontemperature,andabrasionresistance.HigherACNcontentprovidesimprovedsolvent,oilandabrasionresistance,alongwithhigherglasstransitiontemperature.2023/7/262023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠第七節(jié)丁腈橡膠2、性能⑴、良好的耐油性氰基有較高的極性，丁腈橡膠對(duì)非極性和弱極性油類基本不溶脹，其耐油性僅次于聚硫橡膠和氟橡膠，而優(yōu)于氯丁橡膠。但對(duì)芳香烴和氯代烴油類的抵抗能力差。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠⑵、耐熱性能好丁腈橡膠因含有丙烯腈結(jié)構(gòu)，不僅降低了分子的不飽和程度，而且由于氰基的較強(qiáng)吸電子能力，使烯丙基位置上的氫比較穩(wěn)定，故耐熱性優(yōu)于天然、丁苯等通用橡膠，見(jiàn)右圖所示。選擇適當(dāng)配方，最高使用溫度可達(dá)130℃，在熱油中可耐150℃高溫。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠⑶、無(wú)自補(bǔ)強(qiáng)性丁腈橡膠是非結(jié)晶性橡膠，無(wú)自補(bǔ)強(qiáng)性，純膠硫化膠的拉伸強(qiáng)度只有3.0～4.5MPa，必須經(jīng)補(bǔ)強(qiáng)后才有使用價(jià)值，炭黑補(bǔ)強(qiáng)硫化膠的拉伸強(qiáng)度可達(dá)25～30MPa，而優(yōu)于丁苯橡膠。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠⑺、耐寒性差、生熱大丁腈橡膠由于分子鏈柔性差和非結(jié)晶性所致，使硫化膠的彈性、耐寒性、耐屈撓性、抗撕裂性差，變形生熱大。丁腈橡膠的耐寒性比一般通用橡膠都差，脆性溫度為-10～-20℃。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠⑻、絕緣性差丁腈橡膠的極性導(dǎo)致其成為半導(dǎo)膠，不易作電絕緣材料使用，其體積電阻只有108～l09Ω·m，介電系數(shù)為7～12，為電絕緣性最差的。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠⑼、耐臭氧性差丁腈橡膠因具不飽和性而易受到臭氧的破壞，加之分子鏈柔性差，使臭氧龜裂擴(kuò)展速度較快。尤其制品在使用中與油接觸時(shí)，配合時(shí)加入的抗臭氧劑易被油抽出，造成防護(hù)臭氧破壞的能力下降。見(jiàn)右圖。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠⑷、良好的耐磨性丁腈橡膠的極性，增大了分子間力，從而使耐磨性提高，其耐磨性比天然橡膠高30％～45％。⑸、氣密性好丁腈橡膠的極性以及反式-1，4結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)緊密，透氣率較低，它和丁基橡膠同屬于氣密性良好的橡膠。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠⑹、耐腐蝕性好丁睛橡膠因丙烯腈的引入而提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)于天然橡膠，但對(duì)強(qiáng)氧化性酸的抵抗能力較差。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠⑽、加工性能較差丁腈橡膠因相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄，極性大，分子鏈柔性差，以及本身特定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，使之加工性能較差。表現(xiàn)為塑煉效果低，混煉操作較困難，塑混煉加工中生熱高，壓延、壓出的收縮率和膨脹率大，成型時(shí)自黏性較差，硫化速度較慢等。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠⑾、價(jià)格較高丁腈橡膠屬于高價(jià)格橡膠之一，因此生產(chǎn)成本高于氯丁橡膠。2023/7/26第七節(jié)丁腈橡膠⑿、氫化丁腈橡膠的性能特點(diǎn)HNBR比CR、CSM、ACM具有更優(yōu)異的耐油性能；耐熱性能介于CSM、CO和EPDM之間，優(yōu)于普通NBR（約高40℃）；低溫性能優(yōu)于ACM；耐胺性和耐蒸汽性優(yōu)于FPM，與EPDM相似；壓縮永久變形性接近EPDM，壓出性能優(yōu)于FPM。氫化丁腈橡膠主要用于油氣井、汽車工業(yè)方面。近年來(lái)，油氣井深度越來(lái)越深，井下環(huán)境和溫度條件日益苛刻。在高溫和高壓下，丁腈橡膠和氟橡膠受硫化氫、二氧化碳、甲烷、柴油、蒸汽和酸等的作用很快破壞，而氫化丁腈橡膠在上述介質(zhì)中的綜合性能優(yōu)于丁腈橡膠和氟橡膠。2023/7/26高丙烯腈含量的丁腈橡膠一般用于直接與油類接觸、耐油性要求比較高的制品，如油封、輸油膠管、化工容器襯里、墊圈等。中丙烯腈含量的丁腈橡膠—般用于普通耐油制品，如耐油膠管、油箱、印刷膠輥、耐油手套等。低丙烯腈含量的丁腈橡膠用于耐油性要求較低的制品，如低溫耐油制品和耐油減震制品等。第七節(jié)丁腈橡膠3、應(yīng)用⑴、用于各種耐油制品⑵、防靜電制品⑶、改性2023/7/26丁腈橡膠具有半導(dǎo)性，因此可用于需要導(dǎo)出靜電，以免引起火災(zāi)的地方，如紡織皮輥、皮圈、阻燃運(yùn)輸帶等。第七節(jié)丁腈橡膠3、應(yīng)用⑴、用于各種耐油制品⑵、防靜電制品⑶、改性2023/7/26丁腈橡膠可與其他橡膠或塑料并用以改善各方面的性能，最廣泛的是與聚氯