丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液聚合法制得的，丁腈橡膠主要采用低溫乳液聚合法生產(chǎn)，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強。其缺點是耐低溫性差、耐臭氧性差，絕緣性能低劣，彈性稍低。丁腈橡膠主要用于制造耐油橡膠制品。簡稱NBR，由丁二烯與丙烯腈共聚而制得的一種合成橡膠。是耐油(尤其是烷烴油)、耐老化性能較好的合成橡膠。丁腈橡膠中丙烯腈含量(%)有42~46、36~41、31~35、25~30、18~24等五種。丙烯腈含量越多，耐油性越好,但耐寒性則相應下降。它可以在120℃的空氣中或在150℃的油中長期使用。此外，它還具有良好的耐水性、氣密性及優(yōu)良的粘結性能。廣泛用于制各種耐油橡膠制品、多種耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料等，在汽車、航空、石油、復印等行業(yè)中成為必不可少的彈性材料。

性能

NBR具有優(yōu)異的耐油性。丁二烯單體可共聚成順式、反式和1,2-燒基三種不同的鏈結構。典型的NBR結構中反式占約78%。由于NBR分子鏈結構中含有氰基,耐油性(如耐礦物油、液體燃料、動植物油和溶劑)優(yōu)于天然橡膠、氯丁橡膠和丁苯橡膠。與其他橡膠相比NBR有更寬域的使用溫度,它的長期使用溫度為120C，同時NBR具有良好的耐低溫性能,低玻璃化溫度可達-55C。

NBR耐化學穩(wěn)定性好,加工性能良好,隨著其結構中的丙烯腈含量其相對密度增大,硫化速度加快,拉伸強度性能提高,但回彈性能下降,耐寒性變差。由于NBR中的氰基容易電場極化,因而介電性能下降,是半導體橡膠。NBR可以按ACN含量的高低,分為超高、高、中高、中和低丙烯腈5類。生產(chǎn)方式分連續(xù)和間歇聚合法兩種。連續(xù)聚合法通常用于少品種和大生產(chǎn)量生產(chǎn),消耗低。間歇聚合法適用于多品種和小批量生產(chǎn),聚合簽使用數(shù)量少,工程建設消耗高。目前為止,還看不出相互替代的趨勢。

丁腈橡膠雖然具有優(yōu)良的物理機械性和加工性能,但長期在在酸性汽油和高溫(150C)環(huán)境中使用性能不如氟橡膠和丙烯酸乳膠,為此德國公司,加拿大公司和日本公司開發(fā)出性能優(yōu)異的氫化丁腈橡膠(HNBR)。此外,還開發(fā)了具有極超耐寒性和高純度丁腈橡膠及羧基丁腈橡膠(XNBR)等。

NBR性能

折疊基本性能

丁腈橡膠是淺褐色的彈性體,分子量:70萬左右,由于強極性CN基團,所以對脂肪烴油類和汽油具有極好的穩(wěn)定性。并且根據(jù)ACN含覺不同劃分:

極高兩煤腈橡膠 ACN含量43%以上

高丙稀腈橡膠 ACN含量36%-42%

中高丙煉臘橡膠 ACM含量31 %-35%

中兩稀腈橡膠 ACN含量25%-30%

低丙稀腈橡膠 ACN含量24%以下

因為NBR是極性不飽和碳鏈橡膠,其配合和加工均與丁笨橡膠相似,對不飽和橡膠的共性,但它同時具有ACN基團極性帶來的一些特點。

折疊一般性能

丁腈橡膠耐熱性較好,它的耐熱性比天然膠,順丁膠和丁苯膠好,長期使用溫度可達100C, 120C可以用40天。

①耐臭氧能力比CR差,比NR好

②通過補強賦予橡膠較好的物理力學性能和耐磨性

③當丁腈橡膠丙稀腈含量為39%時,氣密性同IIR橡膠相當,氣密性較好

④低溫柔性一般

⑤抗靜電性能優(yōu)良

⑥使用極性脂類增塑效果較好

⑦與極性物質有較好的相容性,如PVC、酌酸樹脂、尼龍

⑥包輯性不好,自粘性較低,混煉過程生熱量較大

優(yōu)異的耐油性

丁腈橡膠是耐油性、物理機械性能和耐化學藥品性等綜合性能的youxiu中,具代表性的橡膠之一,有效利用這些特性可以使之滿足各種用途。在通用膠中,NBR橡膠耐苯、石油基油類及非極性溶劑的性能遠優(yōu)于NR、SBR、IIR等非極性膠,也優(yōu)于極性的CR,但丁腈橡膠的極性溶劑和耐極性油的性能不夠好。圖1-1顯示了丁腈橡膠(NBR)和其它橡膠在耐油性和耐熱性橡膠材料中的地位。

ACN含量對性能的影響

隨著ACN含量的增加NBR的極性增強,鏈柔順性降低,鏈間相互作用力增大,分子鏈內(nèi)雙鍵含量降低,飽和程度增加,由此也造成了一系列性能的變化,其耐油性、氣密性和耐磨耗性提高,而加工性和耐寒性下降。為此,應根據(jù)丁腈橡膠樣膠制品類型和使用狀況,選擇ACN含量合適的NBR[7]。丁腈橡膠性能與ACN含量的關系,如圖。