A nitril-butadién-kaucsuk (NBR vagy NBR, NBR) egy szintetikus polimer , a butadién és akrilnitril (NAC) radikális kopolimerizációjának terméke vizes emulzióban 30 °C-on (magas hőmérsékleten) és 5 °C-on (alacsony hőmérsékleten).
Az alacsony hőmérsékletű SKN-k jobb technológiai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a magas hőmérsékletűek, és vulkanizátumaik jó fizikai és mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Az SKN molekulák a butadién és a NAA statisztikailag váltakozó egységeiből állnak:
-[-CH2 - CH = CH-CH2- ] n- [ -CH2 - CH(CN)- ] m-
Az 1,2-butadién egység tartalma nem haladja meg a 10%-ot, és a hozzáadott NAA mennyiségének növekedésével csökken.
A Szovjetunió alacsony (17-20%), közepes (27-30%), magas (36-40%) és nagyon magas (50%) NAA-tartalmú gumikat gyártott, amelyek jelölése: SKN-18, SKN- 26, SKN-40, SKN-50.
A BNR fizikai tulajdonságai jelentősen függnek az NAA tartalomtól. A butadién-nitrilkaucsuk jól oldódik ketonokban, aromás és klórozott szénhidrogénekben, észterekben és nagyon rosszul oldódik az alifás szénhidrogénekben és alkoholokban. A polimerben lévő kötött NAA-tartalom növekedésével jelentősen megnő a polimerláncok közötti intermolekuláris kölcsönhatás és a sűrűség, nő az üvegesedési hőmérséklet, csökkennek a dielektromos tulajdonságok, csökken az aromás oldószerekben való oldhatóság, és a duzzadásállóság alifás anyagokban. szénhidrogének növekszik.
A polimerizációs folyamat szabályozásának feltételeitől függően az NBR-t különféle plasztoelasztikus tulajdonságokkal állítják elő:
Nagyon kemény (szilárd) - 21,5-27,5 N Defoe-merevséggel vagy 120 arb feletti Mooney-viszkozitással . egységek;
Merev - 17,5-21,5 N Defoe-keménységgel vagy 90-120 arb Mooney-viszkozitással. egységek;
Lágy - 7,5-11,5 N Defoe keménységgel vagy 50-70 arb Mooney-viszkozitással. egységek
Ennek megfelelően a gumi jelölése T betűvel egészül ki - nagyon kemény gumiknál, vagy M - lágy guminál. Az alkil-szulfonátok, mint emulgeálószerek jelenlétében előállított gumik esetében a gumi megjelölése a C betűvel egészül ki. Például az SKN-18MS azt jelzi, hogy a gumi körülbelül 18% kötött NAC-t tartalmaz, lágy (a csökkentett molekulatömeg miatt), amelyet biológiailag lebomló alkil-szulfonát emulgeálószer jelenléte.
Az NBR feldolgozása nehézkes a nagymértékű intermolekuláris kölcsönhatás miatti nagy merevség miatt. A különböző minőségű gumik megmunkálhatósága a kezdeti viszkozitásuktól, valamint a nitrilcsoportok tartalmától függ. Minden merev gumi esetében előzetes lágyítás szükséges, és a leghatékonyabb a mechanikus lágyítás a hengereken 30-40 ° C hőmérsékleten.
A rágási sebességnek megfelelően az NBR-ek a következő sorban helyezhetők el: SKN-40>SKN-26>SKN-18. A BNR termikus-oxidatív megsemmisítése nem hatékony, és nem talál gyakorlati alkalmazást. Jelentős nehézségek merülnek fel a BNR alapú gumikeverékek gumikeverőkben történő gyártása során , mivel ebben az esetben a fokozott hőtermelés miatt magas hőmérsékletek alakulnak ki, amelyek a vegyületek merevségének növekedéséhez vezetnek a perzselés vagy a hőszerkezet miatt. radír.
Általában többlépcsős keverési módokat használnak a mesterkeverékek hűtésével és érlelésével a szakaszok között. Az NBR alapú gumikeverékek enyhe édes tapadásúak. A keverékek kialakítása nehézkes a nagy merevség és a nagy rugalmasság miatt.
Az alacsony hőmérsékletű polimerizációval előállított gumik jobb technológiai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a "forró" polimerizációs gumiké.
A butadién-nitril gumik kénnel vulkanizálhatók kén vulkanizálást gyorsítók jelenlétében, valamint tiurammal, szerves peroxidokkal, alkil-fenol-formaldehid gyantákkal és szerves klórvegyületekkel. A vulkanizálást 140-190 ° C hőmérsékleten végezzük . A vulkanizálás során a vulkanizálás nagy platója figyelhető meg. A kötött NAA-tartalom növekedésével a vulkanizáció sebessége nő.
Mivel az NBR-ek nem kristályosodnak ki a deformáció során, az ezekre épülő töltetlen gumikra alacsony szilárdsági jellemzők jellemzőek, gyakorlati jelentősége nincs.
A gumik minőségét a következő összetételű standard keverékek vulkanizátumainak tulajdonságai alapján értékelik:
| Tartalom, | wt. | alkatrészek |
|---|---|---|
| SKN-18 | 100,0 | - |
| SKN-26, SKN-40 | - | 100,0 |
| Kén | 2.0 | 1.5 |
| cink-oxid | 5.0 | 5.0 |
| merkaptobenzitiazol | 1.5 | 0.8 |
| korom | 50,0 | 45,0 |
| Sztearinsav | 1.5 | 1.5 |
A gumit a hozzávalókkal együtt laboratóriumi hengereken , 30-40° C-os hengerhőmérsékleten keverik össze. A teljes keverési idő 41 perc, amelyből a gumit 15 percig lágyítják. A szabványos recept szerint előállított gumikeverékek vulkanizálási ideje 142±1° C -on 50-60 perc. A standard keverékek töltetlen vulkanizátumainak szakítószilárdsága nem haladja meg az 5-6 MPa-t.
Az NBR-alapú gumik fő tulajdonságai a bennük lévő kötött NAA-tartalomtól függenek. A tartalom növekedésével a szilárdsági tulajdonságok, a keménység, a kopásállóság, az alifás szénhidrogének duzzadási ellenállása és a termikus öregedéssel szembeni ellenállás nőnek. Ugyanakkor a rugalmasság és a fagyállóság jelentősen csökken, és a hőképződés az ismételt deformációkkal nő. Az NBR alapú gumik nagymértékben ellenállnak a duzzadással szemben az alifás szénhidrogénekben, zsírokban és növényi olajokban, de erősen megduzzadnak a poláris, aromás és klórtartalmú szerves vegyületekben.
Az NBR alapú gumik egyik jelentős előnye az NK, SKI-3, SKS-30 alapú gumikhoz képest a termikus öregedéssel szembeni nagyobb ellenállásuk, ami az oxidáció során oxidációt gátló köztes termékek képződésével magyarázható. Az NBR alapú gumik jól tapadnak a sárgarézzel bevont fémekhez, és ebből a szempontból megközelítik az NR gumikat. Alumíniumhoz és ötvözeteihez, acélhoz, öntöttvashoz, sárgarézhez, bronzhoz, cinkhez, magnéziumhoz való rögzítésük szilárdsága nagyobb, mint magának a vulkanizátumnak a szilárdsága.
Az NBR természetes, izoprén, butadién és sztirol-butadién gumikkal kombinálva használható, amelyeket a keverékek technológiai tulajdonságainak javítására és a vulkanizátumok fagyállóságának növelésére vezetnek be. Etilén-propilén és kloroprén gumikkal kombinálva javítja az ózon- és hőöregedésállóságot, tiokolokkal, polivinil-kloriddal, fluorgumikkal és fenol-formaldehid gyantákkal kombinálva pedig javítja az olaj- és benzinállóságot, az ózonállóságot.
Az SKN gumik fő alkalmazási területe a különböző olaj- és benzinálló gumi technológiai termékek - hüvelyek, tömítések, tömítések, benzintartályok, különféle tekercsburkolatok stb., autóiparban használt, olaj- nyomda és más iparágak.
A gumikat hőálló gumitermékek gyártására használják, amelyek vízben, olajban, oldószerben és néhány más közegben 150 °C-ig terjedő hőmérsékleten való használatra készültek. Az SKN gumikat sav- és lúgálló gumik bélelésére is használják, különösen akkor, ha egyidejűleg a nem poláris szénhidrogénekkel szemben is ellenállónak kell lenniük.
A nitril-butadién gumik acetilénfeketével kombinálva használhatók vezetőképes gumik előállítására.
Az SKN alapján jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkező hő- és olajálló ebonitokat állítanak elő. Az SKN és polivinil-klorid keverékeit tűzálló és agresszív környezeti hatásokkal szemben ellenálló bevonatok gyártásához használják.
Az olajokkal és egyéb agresszív anyagokkal szembeni nagy ellenállásuk miatt a BNR-ek széles körben alkalmazhatók különféle olaj- és benzinálló gumi műszaki termékek - tömítések, hüvelyek, gyűrűk, mandzsetták, tömítések, MBS műszaki lemezek , benzintartályok stb.
A gumikat szigetelő és elektromosan vezető gumik, cipősarkok és -talpok, ragasztók és ebonitok, agresszív környezettel szemben ellenálló védőbevonatok gyártására használják.
1. Bashkatov T. V., Zhigalin Ya. L. Szintetikus gumik technológiája. L.: Kémia, 1987.
2. Kornev A. E., Bukanov A. M., Sheverdyaev O. N. Elasztomer anyagok technológiája. M.: NPPA "Istek", 2005.
3. Zakharchenko P. I., Yashunskaya F. I., Evstratov V. F., Orlovsky P. N. Rubberman kézikönyve: "Chemistry" kiadó, M., 1971