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丁腈橡胶介绍及耐寒NBR配方

发表时间:2020-04-26 11:37


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:





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