Нитрил бутадиен каучук: касиеттери, өндүрүү, колдонуу

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Нитрил бутадиендик каучук (НБР) оптималдуу бышыктыгы бар каучуктун ар кандай түрлөрүн өндүрүү үчүн негизги сырьё болуп саналат. Бул бутадиенди акрилонитрил (НАК) менен сополимерлөөдөн алынган синтетикалык полимердик материал. Аны нитрил, дивинил-нитрил, бутадиен-акрилонитрил каучук же бутакрил деп атоого болот. Эл аралык белгилөөдө бул материал NBR (нитрил-бутадинер каучук), ата мекендик белгиде - SKN (нитрил синтетикалык каучук) деп белгиленген.

Кайсы жерде

Каучуктун бул түрү көбүнчө резина буюмдарынын химиялык агрессивдүү чөйрөгө оптималдуу туруктуулугу маанилүү болгон тармактарда колдонулат. Бутадиен-нитрилдик каучуктун жогорку ийкемдүүлүк жана кичинекей туруктуу деформация сыяктуу касиеттери чоң мааниге ээ. Бул материал кеңири таралганхимиялык активдүү материалдар менен түздөн-түз байланышта болгон резина элементтерин өндүрүүдө колдонулат - бул пломбалардын бардык түрлөрү, май пломбалары, резина компенсаторлору, күйүүчү жана май шлангдары, жетек ремендери, автомобилдер үчүн күйүүчү май бактары, авиация жана мунай өнөр жайлары, басма офсеттери болушу мүмкүн. плиталар жана башка буюмдар.

Бул резинадан жасалган буюмдар майлуу суюктуктарда, антифризде жана сууда шишип кетпейт. Мындай материалдын кээ бир түрлөрүнөн электр зымдарынын кабыгы жана резина кол каптар жасалат, алар өзгөчө күчкө жана эскирүүгө туруктуулукка ээ. Ал ар кандай жабышчаактарды, герметиктерди жана пенополиуретанды өндүрүүдө колдонулат. Каучук желимдерди өндүрүүдө негиз болуп саналат.

Бул резина качан жана кайдан келген?

Бутадиен-нитрилдик каучукту алуу 1934-жылы Германияда катталган. Ошол кезде немис окумуштуулары өзүнүн касиеттери боюнча уникалдуу материалды жаратып, Буна-Н деген ат менен патент алышкан. Экинчи дүйнөлүк согуш маалында жаңы материал аскердик өнөр жайда жогорку суроо-талапка ээ болгон.

Табигый сырьёнун жоктугунан АКШнын жогорку жетекчилиги бутадиен-нитрилдик каучукту жана резина буюмдары учун синтетикалык сырьёнун башка турлерун ендурууну активдуу енуктурууну камтыган атайын программаны ишке киргизди. Бул программанын алкагында өндүрүлгөн материал GR-N деп аталды. Бүгүнкү күнгө чейин, БНР абдан талап кылынган атайын багыттагы резиналардын бири болуп калды. Ал дүйнөнүн 20дан ашык өлкөсүндө жасалган.

NBR өндүрүш

Материалдын бул түрү суулуу эмульсияда конструктивдүү полимерлөө жолу менен алынат. Процесс жогорку жана төмөнкү температурада да жүргүзүлөт. Аларды өндүрүү үчүн негизги мономерлер бутадиен-1, 3 жана акрил кислотасы нитрил (NAC), белгилүү бир пропорцияда аралаштырылган. Бул заттар температурага көз каранды эмес. Кокустан сополимеризациянын мыйзамдарын эске алуу менен мономерлердин бул тандеми мономерлердин аралашмасында 40%ке жакын акрилонитрилди камтыган азеотропдук курамдын касиеттерине ээ болушу керектигин белгилей кетүү керек.

Каучуктун бул түрүн өндүрүүдө полимерлөө үчүн колдонулуучу эмульгаторлорду коагуляциялоо учурунда дагы толук тазалоо зарылчылыгы бар. Өндүрүлгөн каучуктарда күлдүн, минералдык жана учуучу аралашмалардын (1% дан көп эмес) аз өлчөмдө болушуна жол берилет. Аларды туруктуу же так эмес антиоксиданттар менен толтурса болот.

BNK деген эмне

Биздин елкебузде нитрил-бутадиен-18 (СКН-18), нитрил-бутадиен-каучук-26 (СКН-26) жана нитрил-бутадиен-40 (СКН-40) сыяктуу типтеги каучуктар чыгарылат. Класстагы сандык көрсөткүч полимердеги акрилонитрил бирдиктеринин санын көрсөтөт. Алар тиешелүүлүгүнө жараша 18%, 26% же 40% акрилонитрилди камтышы мүмкүн.

Курамдык ингредиенттердин санын өзгөртүү менен, сиз алынган материалдын ар кандай касиеттерине жете аласыз. Акрилонитрилдин пайызына жараша касиеттерикаучуктар катуулугу, илешкектүүлүгү, май жана бензинге каршылыктары боюнча ар кандай болушу мүмкүн. NAC пайызы структуралык бөлүмдөрдүн молекулалар аралык таасирин тийгизет. Дал ушул фактор эл чарбасынын айрым тармактарында нитрил-бутадиен каучукунун колдонулушуна таасирин тийгизет. Ошого карабастан, ал өнөр жай резина буюмдарынын зор ассортиментин өндүрүү үчүн сырьё катары колдонулат.

Материалдык кемчиликтер

БНРдин кошулмасы менен жасалган резина буюмдары бүтүндөй эң сонун көрсөткүчтөргө ээ болгонуна карабастан (жогорку созулууга жана ийкемдүүлүккө, салыштырмалуу узундукка, жыртылууга жана сүрүлүүгө, мунайга жана бензинге мыкты туруктуулук), бул материал жана кээ бир кемчиликтер.

Механизмдердин ылдамдыгынын жогорулашына жана муздаткыч майдын жоктугуна байланыштуу катаал иштөө шарттары резина элементтеринин +150 градуска чейинки температурада гана иштешине алып келет. Иштөө температурасы бул мааниден жогору көтөрүлгөндө структуралаштыруу пайда болот, андан кийин НБРдин негизинде түзүлгөн каучуктар бузулат. Башкача айтканда, ысытылган резина катуу жана морт болуп калат.

Төмөн температуранын таасири нитрилдик каучукту өндүрүүдө колдонулган резина буюмдарына да терс таасирин тийгизет. Алар үчүн оптималдуу иштөө температурасы -35˚С төмөн эмес деп эсептелет.

Заманбап резина модификациялары

Каучук буюмдарын жасоо үчүнкасиеттердин уникалдуу жыйындысы, каучуктардын заманбап модификациялары колдонулат. Гидрогенделген нитрил бутадиен каучуктары модификациядагы келечектүү өнүгүүлөрдүн бири болуп эсептелет. Алар резина өндүрүшүнүн ар кандай түрлөрүндө эң сонун иштетүү касиеттерине ээ.

Поливинилхлорид менен модификацияланган каучуктардын негизинде жасалган каучук аба ырайынын эскирүүгө туруктуулугунда (-50 градуска чейин) жана экстремалдык иштөө температурасында +160 градуска чейин туруктуу иштөөнү камсыз кылат. Ал жыртылууга жана эскирүүгө туруктуулугу боюнча нитрилдик каучуктардын негизинде жасалган буюмдардан бир топ жогору турат. Химиялык агрессивдүү чөйрөлөрдүн активдүү таасирине мыкты туруктуулукка ээ. Бирок, бул резина анчалык күчтүү жана ийкемдүү эмес. Ошондуктан, материалдын кайра иштетүү касиеттерин жакшыртуу максатында, ал көбүнчө нитрилдик каучуктардын кадимки түрлөрү менен айкалыштырып колдонулат.

Вулканизация

Бутадиен-нитрилдик каучуктарды вулканизациялоо процесси күкүрттү, ошондой эле тиурамды, органикалык пероксиддерди, алкилфенолформальдегиддик чайырларды жана хлорорганикалык бирикмелерди колдонуу менен жүргүзүлөт. Температура 140° дан 190° Цельсийге чейин өзгөрүшү мүмкүн. Бул процесстин жүрүшүндө вулканизациянын чоң платосу байкалат. УАКтын көбөйүшү вулканизациянын ылдамдыгынын өсүшүнө өбөлгө түзөт. Алынган каучуктардын сапаты вулканизаторлордун мүнөздүү өзгөчөлүктөрү менен бааланат.

Касиеттер

BNC касиеттери аныкталдыакрилонитрил мазмуну. Каучуктун бул түрү кетондордо, кээ бир углеводород эритмелеринде жана эфирлерде жакшы эрийт. Алифаттык углеводороддор жана спирт нитрил бутадиендик каучуктардын эришине иш жүзүндө эч кандай таасир тийгизбейт. Акрилонитрил материалынын курамынын көбөйүшү полимер чынжырларынын ортосундагы молекулалар аралык аракетке өбөлгө түзөт: материалдын курамында NAA канчалык көп болсо, айнек өтүү процессинин тыгыздыгы жана температурасы ошончолук жогору болот. NAA көбөйтүлгөн мазмуну диэлектрдик касиеттерин төмөндөтөт, ароматтык эриткичтерде эрүү даражасын төмөндөтөт жана алифаттык углеводороддордо шишикке туруктуулукту жогорулатат.

Каучуктун полимеризациясынын жүрүшүнө жараша ар кандай пластоэластикалык касиеттерге ээ болушу мүмкүн. Алар төмөнкүлөр болушу мүмкүн:

• Өтө катуу (Defoe катуулугу 21,5 - 27,5 N). Мындай резинаны белгилөөдө анын атына “Т” тамгасы кошулат.
• Катуу (Defoe катуулугу 17,5 - 21,5 N).
• Жумшак (Defoe катуулугу 7,5 - 11,5 N). Мындай резинаны белгилөөдө анын атына “М” тамгасы кошулат.

Эмульгаторлор катары алкилсульфонаттар менен өндүрүлгөн NBR үчүн белгиге "С" тамгасы кошулат. Мисалы, SKN-26MS жумшак каучук болуп саналат, анын курамында 26% туташтырылган NAC камтылат жана даярдоодо биологиялык ажыроочу алкилсульфонатты эмульгатор колдонулган.