丁腈橡胶(NBR)是一种重要的合成橡胶,以下是关于它的详细介绍:
基本信息
- 定义:丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得的一种合成橡胶,其中丙烯腈含量一般在 18%-50% 之间。
- 化学结构:其分子链由丁二烯单元和丙烯腈单元无规排列组成,丁二烯单元提供了橡胶的弹性和柔韧性,丙烯腈单元则赋予了橡胶极性和一些特殊性能。
性能特点
- 耐油性:丁腈橡胶最突出的性能是具有优异的耐油性,对石油基油类、各种润滑油、燃料油等有良好的耐受性。这是因为丙烯腈的存在使橡胶分子链具有较强的极性,与非极性的油类物质之间的相容性较差,从而不易被油类溶胀和侵蚀。
- 耐磨性:具有较高的硬度和强度,耐磨性能较好,能够承受一定程度的摩擦和磨损,适用于在摩擦频繁的环境中使用。
- 耐热性:相比一些普通橡胶,丁腈橡胶具有较好的耐热性能,可在一定的高温环境下长期使用,一般可在 100℃以下的环境中保持较好的性能稳定性,部分特殊配方的丁腈橡胶可在 120℃-150℃的短时间内使用。
- 耐化学腐蚀性:对许多化学物质具有较好的耐受性,除了耐油性能外,还能抵抗一些酸、碱、盐等化学物质的侵蚀,但对强氧化性酸和有机溶剂的耐受性相对有限。
- 气密性:丁腈橡胶的分子结构较为紧密,气体透过率较低,具有良好的气密性,可用于制造需要密封性能的制品。
- 耐寒性:随着丙烯腈含量的增加,丁腈橡胶的耐寒性会有所下降。一般来说,丙烯腈含量较低的丁腈橡胶具有相对较好的耐寒性,能在较低温度下保持一定的弹性和柔韧性,但总体耐寒性不如一些专门的耐寒橡胶。
生产工艺
- 乳液聚合法:是生产丁腈橡胶的主要方法。在水相中,以丁二烯和丙烯腈为单体,加入引发剂、乳化剂等助剂,在一定的温度和压力下进行乳液聚合反应。通过控制反应条件和原料配比,可以生产出不同丙烯腈含量和性能的丁腈橡胶产品。
- 溶液聚合法:在有机溶剂中进行丁二烯和丙烯腈的聚合反应。这种方法生产的丁腈橡胶具有相对较窄的分子量分布和较好的加工性能,但生产成本较高,生产规模相对较小。
应用领域
- 汽车工业:是汽车密封件的主要材料之一,如用于制造汽车发动机的油封、O 型圈、垫片等,可有效防止机油、齿轮油等泄漏。也用于汽车的燃油系统,如燃油管、燃油泵密封件等,能耐受燃油的侵蚀,确保燃油系统的安全运行。
- 石油化工:在石油开采、炼制和化工生产中,用于制造各种耐油橡胶制品,如油管、油封、橡胶隔膜等,以适应油类和化学介质的工作环境。
- 机械工业:广泛应用于机械密封件、减震元件等,如各种机械的旋转轴密封、液压系统的密封件等,利用其良好的耐磨性和密封性,保证机械设备的正常运行。
- 航空航天:在航空航天领域,用于制造一些需要耐油、耐热和密封性能的部件,如飞机发动机的密封件、燃油系统的橡胶制品等。
- 其他领域:还可用于制造印刷胶辊、电线电缆的绝缘层、橡胶手套、橡胶鞋底等产品,在不同领域发挥着重要作用。
主要缺点
- 耐水性较差:在长期接触水的环境中,丁腈橡胶容易发生水解反应,导致性能下降,尤其是在高温和潮湿的条件下,水解速度会加快。
- 不耐强氧化性介质:对浓硫酸、浓硝酸等强氧化性酸以及一些强氧化剂的耐受性较差,容易发生氧化反应,使橡胶分子链断裂,导致橡胶性能恶化。
- 电绝缘性能一般:由于其分子链中含有极性基团,丁腈橡胶的电绝缘性能不如一些非极性橡胶,如天然橡胶、乙丙橡胶等,一般不用于对电绝缘性能要求高的场合。