Нитриловый каучук - Nitrile rubber

Нитриловый каучук
Нитрилбутадиеновый каучук.png
Идентификаторы
ChemSpider
  • Никто
ECHA InfoCard100.107.385 Отредактируйте это в Викиданных
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Нитриловый каучук, также известный как NBR, Буна-Н, и акрилонитрилбутадиеновый каучук, это синтетическая резина происходит от акрилонитрил (ACN) и бутадиен.[1] Торговые наименования включают Пербунан, Ниполь, Крынак и Европрен. Эта резина необычна тем, что устойчива к маслу, топливу и другим химическим веществам.

NBR используется в автомобильной и авиационной промышленности для обработки топлива и масла. шланги, уплотнения, втулки и самоуплотняющиеся топливные баки.[2] Он используется в атомной промышленности для изготовления защитных перчаток. Стабильность NBR при высоких температурах от -40 до 108 ° C (от -40 до 226 ° F) делает его идеальным материалом для применения в авиации. Нитрилбутадиен также используется для производства формованных изделий, обуви, клеев, герметиков, губок, вспененных материалов и напольных ковриков.

Его устойчивость делает NBR полезным материалом для изготовления одноразовых лабораторных, чистящих и смотровых перчаток. Нитриловый каучук более устойчив, чем натуральная резина к масла и кислоты, и имеет большую силу, но худшую гибкость. Поэтому нитриловые перчатки больше устойчивый к проколам чем перчатки из натурального каучука, особенно если последние испортились под воздействием химикатов или озон.[нужна цитата ] Нитриловый каучук реже вызывает аллергическую реакцию, чем натуральный каучук.[нужна цитата ]

Производство

Krynac 33110 F в тюках из нитрильного каучука

Эмульгатор (мыло) акрилонитрил, разные бутадиен мономеры (включая 1,3-бутадиен, 1,2-бутадиен ), активаторы, образующие радикалы, и катализатор добавляются в емкости для полимеризации при производстве горячего NBR. Вода служит реакционной средой внутри сосуда. Резервуары нагревают до 30-40 ° C, чтобы облегчить реакцию полимеризации и способствовать образованию разветвлений в полимере. Поскольку в производстве нитрильного каучука задействовано несколько мономеров, способных к развитию реакции, состав каждого полимера может варьироваться (в зависимости от концентраций каждого мономера, добавляемого в резервуар для полимеризации, и условий в резервуаре). Одна повторяющаяся единица, встречающаяся во всем полимере, может не существовать. По этой причине для обычного полимера также нет названия IUPAC.

Мономеры обычно реагируют от 5 до 12 часов. Полимеризация разрешено перейти к ~ 70% конверсии до "короткого замыкания" агента (такого как диметилдитиокарбамат и диэтилгидроксиламин) добавляется для реакции с оставшимися свободными радикалами. После того, как образовавшийся латекс «перестанет действовать», непрореагировавшие мономеры удаляются с помощью пара в отпарной колонне суспензии. Извлечение непрореагировавших мономеров близко к 100%. После извлечения мономера латекс проходит через серию фильтров для удаления нежелательных твердых частиц, а затем направляется в резервуары для смешивания, где он стабилизируется с помощью антиоксидант. Полученный полимерный латекс коагулируют с использованием нитрат кальция, сульфат алюминия, и другие коагулирующие агенты в алюминиевом резервуаре. Затем коагулированное вещество промывают и сушат до получения резиновой крошки.

Процесс производства холодного NBR очень похож на процесс производства горячего NBR. Емкости для полимеризации нагреваются до 5–15 ° C вместо 30–40 ° C. В условиях более низких температур на полимерах образуется меньше разветвлений (количество разветвлений отличает холодный NBR от горячего NBR).

Характеристики

Сырье обычно желтого цвета, хотя в зависимости от производителя оно может иметь оранжевый или красный оттенок. Его удлинение при разрыве ≥ 300% и предел прочности на разрыв ≥ 10 Н / мм.2 (10 МПа). NBR обладает хорошей стойкостью к минеральным маслам, растительным маслам, бензолу / бензину, обычным разбавленным кислотам и щелочам.

Важным фактором в свойствах NBR является соотношение акрилонитрильных групп и бутадиеновых групп в основной цепи полимера, называемое содержанием ACN. Чем ниже содержание ACN, тем ниже температура стеклования; однако, чем выше содержание ACN, тем лучше сопротивление полимера неполярным растворителям, как упомянуто выше.[3] Большинство применений, требующих как устойчивости к растворителям, так и гибкости при низких температурах, требуют содержания ACN 33%.

СвойствоЦенить
Внешность
Твердость, Берег А30–90
Напряжение разрушения при растяжении, предельное500-2500 фунтов на квадратный дюйм
Относительное удлинение после разрушения в%600% максимум
ПлотностьМожет составлять около 1,00 г / см3

Приложения

Одноразовая перчатка из нитриловой резины.

Использование нитрильного каучука включает одноразовые нелатексные перчатки, автомобильные приводные ремни, шланги, Уплотнительные кольца, прокладки, сальники, клиновые ремни, синтетическая кожа, ролики для формования принтеров и в качестве оболочки кабеля; Латекс NBR также может использоваться при приготовлении клеев и в качестве связующего для пигментов.[4]

В отличие от полимеров, предназначенных для приема внутрь, где небольшие несоответствия в химическом составе / структуре могут иметь выраженное влияние на организм, общие свойства NBR нечувствительны к составу. Сам производственный процесс не слишком сложен; Процессы полимеризации, извлечения мономера и коагуляции требуют некоторых добавок и оборудования, но они типичны для производства большинства каучуков. Необходимый аппарат просто и легко достать. Среди крупнейших производителей NBR - Китай и Тайвань.

В январе 2008 г. Европейская комиссия наложенные штрафы на общую сумму € 34 230 000 на Байер и Zeon Group за установление цен на нитрилбутадиеновый каучук в нарушение запрета ЕС на картели и ограничительная деловая практика (статья 81 Договора о ЕС и статья 53 Соглашения о ЕЭП).[5]

Гидрогенизированный нитрилбутадиеновый каучук (HNBR)

Гидрогенизированный нитрилбутадиеновый каучук (HNBR) производится на гидрирование NBR. Это удаляет олефиновые группы, которые уязвимы для химического разложения. Обычно Катализатор Уилкинсона используется для ускорения гидрирования. Нитрильные группы не затрагиваются. Степень гидрирования определяет тип вулканизации, который может быть применен к полимеру.[6]

Также известный как высоконасыщенный нитрил (HSN), HNBR широко известен своей физической прочностью и сохранением свойств после длительного воздействия тепла, масла и химикатов. Торговые наименования включают Жанбер (Lianda Corporation), Тербан (Арланксео [7]), и Zetpol (Zeon Chemical). Он обычно используется для изготовления уплотнительных колец для автомобильных систем кондиционирования воздуха.[8] Другие области применения включают зубчатые ремни, демпферы, сервошланги, мембраны и уплотнения.[9]

В зависимости от выбора наполнителя и нагрузки соединения HNBR обычно имеют предел прочности на разрыв 20–31 МПа при 23 ° C. Методы компаундирования позволяют использовать HNBR в широком диапазоне температур от -40 ° C до 165 ° C с минимальной деградацией в течение длительных периодов времени. Для низкотемпературных характеристик следует использовать низкие сорта ACN; высокотемпературные характеристики могут быть достигнуты при использовании высоконасыщенных марок HNBR с белыми наполнителями. В целом эластомеры HNBR обладают отличной стойкостью к обычным автомобильным жидкостям (например, моторному маслу, охлаждающей жидкости, топливу и т. Д.).

Уникальные свойства и более высокий температурный рейтинг, приписываемые HNBR по сравнению с NBR, привели к широкому применению HNBR в автомобильной, промышленной и других областях, требующих высоких эксплуатационных характеристик. По объемам автомобильный рынок является крупнейшим потребителем, использующим HNBR для множества динамических и статических уплотнений, шлангов и ремней. HNBR также широко используется в промышленных уплотнениях при разведке и переработке нефтяных месторождений, а также в валках для сталелитейных и бумажных фабрик.

Карбоксилированный нитрилбутадиеновый каучук (XNBR)

Альтернативной версией NBR является карбоксилированный нитрилбутадиеновый каучук (XNBR). XNBR представляет собой тройной сополимер бутадиена, акрилонитрила и акриловой кислоты.[10] Присутствие акриловой кислоты вводит группы карбоновых кислот (RCO2ЧАС). Эти группы позволяют сшивать за счет добавления цинка (Zn2+) добавки. Карбоксильные группы присутствуют на уровне 10% или менее. В дополнение к этим ионным сшивкам применяется традиционная вулканизация серой.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Threadingham, Desmond; Обрехт, Вернер; Видер, Вольфганг; Ваххольц, Герхард; Engehausen, Рюдигер (2011). «Каучук, 3. Синтетические каучуки, введение и обзор». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a23_239.pub5.
  2. ^ Черезана. «Синтетический каучук - Исследование: рынок, анализ - Ceresana». www.ceresana.com. В архиве из оригинала 4 ноября 2017 г.. Получено 7 мая 2018.
  3. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2015-06-15. Получено 2014-07-25.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  4. ^ Зерка, Сэм (23 января 2012 г.). "Что такое нитрил?". Гармония. Гармония.
  5. ^ Саймон Зекария (23 января 2008 г.). «Bayer и Zeon оштрафованы на 34,2 млн евро за деятельность картеля синтетического каучука». Forbes. Новости AFX.
  6. ^ Ван, Хуэй; Ян, Лицзюань; Ремпель, Гарри Л. (2013). «Искусство гомогенного гидрирования нитрилбутадиенового каучука: обзор». Полимерные обзоры. 53 (2): 192–239. Дои:10.1080/15583724.2013.776586. S2CID  96720306.
  7. ^ «THERBAN - высокопроизводительный HNBR». www.therban.com. В архиве с оригинала 18 марта 2018 г.. Получено 7 мая 2018.
  8. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2012-03-28. Получено 2012-05-28.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  9. ^ Врана, Клаус; Рейнарц, Клаус; Винкельбах, Ханс Р. (2001). «Therban® - высокоэффективный эластомер нового тысячелетия». Макромолекулярные материалы и инженерия. 286 (11): 657. Дои:10.1002 / 1439-2054 (20011101) 286: 11 <657 :: AID-MAME657> 3.0.CO; 2-2.
  10. ^ Laskowska, A .; Заборский, М .; Boiteux, G .; Усиление, О .; Marzec, A .; Манюкевич, В. (2014). «Ионные эластомеры на основе карбоксилированного нитрильного каучука (XNBR) и двойного гидроксида алюминия, слоистого магния (гидротальцита)». Экспресс-полимерные письма. 8 (6): 374–386. Дои:10.3144 / expresspolymlett.2014.42.

внешняя ссылка