丁腈橡胶介绍及耐寒NBR配方

丁腈橡胶介绍及耐寒NBR配方

一：丁腈橡胶

丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合，而得到的一种高分子弹性体。

主要合成用的单体：

丁二烯（Butadiene)：         CH2=CH-CH=CH2

丙烯腈（Acrylonitrile) ：      CH2=CH-CN

目前生产NBR通常都是采用低温乳液聚合工艺，聚合温度在10~15℃。

二：分类（按照丙烯腈含量）

Ø极高丙烯腈含量   Extreme High   ACN    >43%

Ø高丙烯腈含量      High   ACN    36%~42%

Ø中高丙烯腈含量   Mid-High   ACN   31%~35%

Ø中丙烯腈含量      Middle   ACN    25%~30%

Ø低丙烯腈含量      Low   ACN        <24%

丁腈橡胶中丙烯腈含量一般都在16%~53%范围内

三：特性

丁腈橡胶是不饱和的极性橡胶，具有以下性能：

Ø优异的耐油性能   Excellent oil resistance

Ø优异的耐非极性溶剂能力 Excellent nonpolar fluid resistance

Ø良好的耐热性能   Good heat resistance

Ø良好的耐磨性能   Good abrasion resistance

Ø良好的气密性      Good air impermeability

橡胶的极性：橡胶分子中的正电荷与负电荷的量不相等。

四：结合丙烯腈含量对丁腈橡胶性能的影响

丙烯腈是一种极性很强的物质，随着结合丙烯腈含量的增大，丁腈橡胶的极性增大，对其性能影响如下：

五：分子量（门尼粘度）

分子量的定义：   组成分子的所有原子的原子量的总和。

门尼粘度的定义：是反映合成橡胶的聚合度与平均分子量大小的一个数值。

门尼粘度反映橡胶加工性的好坏。门尼粘度高，强度高，但胶料不易混炼均匀及挤出加工，其分子量高、分布范围宽。门尼粘度低胶料易粘辊，其分子量低、分布范围窄。门尼粘度过低则硫化后制品抗拉强度低。

门尼粘度通常用ML 100℃（1+4）数值表示，其中M表示门尼，L表示用大转子，

100℃——试验温度为100℃， 1——预热时间为1min；4——测试时间为4min；

门尼数值越大，表示粘度越大，其可塑性越低。广泛用来作为控制橡胶胶料工艺性能的一项指标。

六：应用

密封件、耐油胶管、电线电缆、发泡制品、胶辊胶圈等。

七：耐寒NBR配方设计

丁腈橡胶耐寒性能差，随丙烯腈含量增加，其耐寒性随之变差。然而，丁腈橡胶中因含有丙烯腈而具有极性，所以对非极性和弱极性油类和溶剂具有优异的抗耐性。故丙烯腈含量愈高，其耐油性愈好。因此研制该配方的难点和重点在于调整其耐寒和耐油的平衡点，以满足-40℃~130℃使用温度范围橡胶密封件的耐油、耐寒、密封性能。

主要原材料

1945GRN (丙烯腈含量为19%)，意大利埃尼；2860GRN (丙烯腈含量为28%)，意大利埃尼；过氧化二异丙苯（DCP）；快压出炭黑；sanepar756，上海善贞实业；促进剂CZ；防老剂BLE。

仪器与设备

双辊开炼机；25t平板硫化机；拉力机；硬度仪。

基本配方（重量份）

NBR1945GRN   100；氧化锌5；硬脂酸1；硫黄0.3；促进剂CZ 1.2；促进剂MBTS 2；DCP 2；炭黑70；防老剂2.5；增塑剂sanepar756   30。

结果与讨论

增塑剂对混炼胶的加工性能、耐寒性、物理机械性能影响很大。随着增塑剂用量增加，胶料的脆性温度降低，但也降低了拉伸强度。同时，增塑剂用量过多还会渗出。故用量一般控制在35份内。所以选择增塑剂时，应主要考虑以下两个方面：1. 丁腈橡胶与增塑剂的溶解度参数要相近，即两者的相容性好且不易渗出；2. 增塑剂的倾点低，耐寒性好。

Sanepar756性能数据：

增塑剂对橡胶耐热性和耐寒性能的影响与其结构有关。增塑剂分子中存在环状结构，在橡胶中会阻碍橡胶大分子运动，从而降低其耐寒性。而酯类增塑剂sanepar756则具有优良的耐寒性能。实验可以看出，采用sanepar756，其耐寒性能优良。完全满足指标。

实验结果如下：

Sanepar756通过Pahs & Rohs认证：

Sanepar756通过无邻苯类物质检测：