Як ви хотіли б зв'язатися з нами?
  • Russian
  • Ukrainian
ruuk +380 50 417 3929 sbit@kauchuk.ua Пн - Пт 08:30 - 17:00 87504, м. Маріуполь, ул. Вузівська, 1-А
Сертифікат
ISO 9001:2015
Сертифікат
IATF 16949:2016
+380 67 000 1997
+380 95 048 1000
СКАЧАТИ ПРАЙС

Розуміння складу бутадієн-нітрильних гумових сумішей

Завод РТИ "КАУЧУК" > Блог > Розуміння складу бутадієн-нітрильних гумових сумішей

Акрилонітрил-бутадієн-каучук (NBR) або нітрильний каучук є однією з найпопулярніших основ для гумової суміші в автомобільній промисловості. Він також добре відомий як бутадієн-нітрильний (Buna-N). Ця назва походить від одного з перших базових полімерів, запатентованих в 1934 році, тому люди зазвичай використовують цю назву для всіх класів нітрилу.

Бутадієн-нітрил – це полімеризація акрилонітрилу (СН2 = CHCN) і бутадієну (CH 2 CH-CH = CH2) в один великий багатоелементний ланцюг. Кількість акрилонітрилу змінюється з метою отримання різного ступеня маслостійкості, яку буде мати базовий полімер. Типові діапазони складають від 14 до 50 відсотків акрилонітрилу. Чим більше частка акрилонітрилу в полімері, тим вище рівень масло-і бензостійкі. У той же час, гума буде менш гнучкою при низьких температурах, а кінцева суміш матиме вищу температуру склування.

бутадиен акрилонитрил

Типова формула (інгредієнти в частинах на сто)

Полімер: 100

Наповнювач: 20 – 175

Масло (пластифікатор): 0 – 50

Антиоксидант / Антіозонант: 2 – 6

Оксид цинку: 3 – 5

Стеаринова кислота: 0,5 – 1

Прискорювач: 1 – 3

Вулканізатор: 1 – 4

Давайте розберемо формулу.

Полімер

Вибір полімеру заснований на застосуванні даних гумових сумішей. Більшість стандартних нітрильних сумішей мають від 33 до 36 відсотків акрилонітрилу. Це дає найбільш універсальні експлуатаційні якості при збільшенні обсягу виробу (при вбиранні масла) і низьких температурах, малюнок 1. Більш висока частка акрилонітрилу має більше значення в тих випадках, коли ущільнення не може компенсувати великий обсяг вбирання і виріб з цієї суміші повністю занурений в паливо або масло. Це може допомогти в рухомому з’єднанні, де виріб не матиме надлишок стиснення, коли гума набухає від поглинання олії. Низький рівень акрилонітрилу використовується для поліпшення низькотемпературних властивостей, особливо коли ущільнення повинні працювати при температурах аж до -60 °С. Гумова суміш, як правило, залишається більш гнучкою при низькій температурі і дозволяє ущільненню реагувати на зміни тиску.

Спеціальний полімер може поліпшити характеристики гумової суміші. Карбоксильований нітрил-бутадієн каучук (XNBR) виходить шляхом додавання груп карбонової кислоти в основні нітрильні ланцюги. Ці полімери дають покращену межу міцності на розтягнення і розрив, модуль пружності і стійкість до стирання. Ці полімери застосовуються в роликах, конвеєрних стрічках, чохлах для шлангів та свердловинних ущільненнях. Такі суміші мають високі показники залишкової деформації при стисненні, але в той же час низькі показники продуктивності при негативних температурах і низьку термостійкість. Додавання полівінілхлориду до нітрильного ланцюга покращує озоностійкість виробів, які піддаються впливу навколишнього середовища і потребують стійкості до впливу масла і палива. Гідрований бутадієн-нітрильний каучук (HNBR) являє собою результат процесу насичення подвійних зв’язків бутадієну воднем, щоб дати кращу стійкість до окислення і дії озону. Ці полімери дають чудові фізичні властивості, кращу стійкість до озону і окисленню, а суміші з більш низьким вмістом акрилонітрилу може дати такі ж експлуатаційні якості і при низьких температурах.

Наповнювач

Зазвичай сажа використовується в багатьох рецептурах бутадієн-нітрильних сумішей. Сажа утворюється при горінні нафти або природного газу. Процес регулюють так, щоб можна було створювати різні розміри частинок сажі, які надають різні рівні армуючих властивостей гумової суміші. Дрібні частинки (N110, N330) роблять суміш більш міцною, забезпечуючи, таким чином, більш високі фізичні показники. Великі розмір часток (N990) дають більш низькі фізичні характеристики, але кращі показники залишкової деформації при стисканні. Типові бутадієн-нітрильні суміші використовують поєднання N550 і N774. Кількість сажі впливає на твердість по Шору кінцевої гумової суміші. Білі наповнювачі, такі як діоксид кремнію, можуть бути використані для сумішей, які повинні бути пофарбовані або, в деяких випадках, щоб підвищити стійкість до стирання. Деякими з не чорних наповнювачів є карбонат кальцію, глина, діоксид кремнію, тальк і слюда. Кожен з цих наповнювачів має різний рівень зміцнення і, як сажа, різні розміри і структуру частинок.

Масло (пластіфікатор)

Пластифікатори використовуються для забезпечення оброблюваності кінцевої гумової суміші. Вони також допомагають в змішуванні сполуки, яка має включати всі інгредієнти в рецептурі. Пластифікатори можуть змінити фізичні властивості кінцевої суміші. Зміни фізичних властивостей виявляються в зниженні твердості, поліпшення гнучкості і низькотемпературних показників, зміну тенденції набухання, а також вогнетривкими або антистатичними властивостями. Пластифікатори часто характеризуються полярністю масла. Вибір правильної полярності має велике значення в нітрильної суміші, оскільки високий вміст акрилонітрилу і висока полярність і може викликати випотівання масла. Деякі різновиди пластифікаторів – ароматичні ефіри, складні ефіри трикарбонових, полімерні пластифікатори, полігліколеві діефіри і триефірів ароматичні.

Фталати широко використовуються в бутадієн-нітрильних сумішах, надаючи поліпшені експлуатаційні властивості при низьких температурах, будучи економічно ефективними. Діетілгексіл фталат (DEHP) був дуже широко поширений у використанні, перш ніж з’явилося багато нормативних актів, які обмежують використання низькомолекулярних фталатів. Такі типи фталатів, як вважають, легко вивільняються і можуть викликати проблеми репродуктивної системи у людини. Діетілгексіл фталат широко використовувався в полівінілхлоридних пластмасових деталях, які використовувалися у виробах для дітей. Але у виробництві сальника його використання не викликає великого занепокоєння. Проте, багато постачальників відійшли від використання фталатів або перейшли на з’єднання з високою молекулярною масою, щоб запобігти будь-яким розходженням з нормативними актами в майбутньому.

Антиоксидант / Антіозонант

Антиоксиданти в нітрильних сумішах необхідні для запобігання деградації ненасиченого ланцюга полімеру викликаної впливом високих температур. Крім того, повинен використовуватися правильний антиоксидант, який не буде вивільнятися із з’єднання під впливом масла або палива в процесі застосування. Аміни і фенольні антиоксиданти допомагають витягати вільні радикали, які можуть розірвати полімерні ланцюги, що може привести до збільшення поперечних зв’язків і зробить суміш твердою і крихкою.

Антиозонанти використовуються для створення бар’єру і захисту полімерного ланцюга. Віск використовується для покриття поверхні і створення бар’єру навколо відлитою деталі. Феноли і арильні аміни використовуються, щоб знову збирати вільні радикали.

Оксид цинку / Стеаринова кислота

Поєднання оксиду металу і жирних кислот використовується для прискорення реакції з сіркою, яка використовується для вулканізації нітрильних сумішей. В останні роки спостерігається все більше проблем з використанням окису важких металів у зв’язку з впливом на навколишнє середовище. Дослідження спрямовані в бік використання альтернативних варіантів, таких як оксид магнію, як оксиду не тяжкого металу, що сприяє розщепленню прискорювачів, які використовуються в процесі вулканізації.

Прискорювач

Прискорювачі використовуються для прискорення швидкості реакції сірки. Сульфенамід є найбільш поширеним первинним прискорювачем. Вторинні прискорювачі, такі як тіурам і дітіокарбомат використовуються на низьких рівнях, щоб діяти в якості “кікера”. Зміна рівня прискорювачів може поліпшити залишкову деформацію при стисканні і прискорити процес вулканізації, таким чином, формовий виріб знаходиться менше часу в прес-формі. Завжди існує проблема, що час, протягом якого склад гумової суміші можна обробити при даній температурі до початку вулканізації, не знижувався настільки, що оператор не встигав би завантажити гумовий заряд в форму досить швидко, щоб запобігти дефектам. Багато гумових сумішей для виробництва ущільнень мають низький вміст сірки, але більш високий вміст прискорювача покращує показники залишкової деформації при стисканні.

Допоміжні агенти використовуються з перекисом в процесі вулканізації. Вони допомагають активувати пероксид для більш високої швидкості і ефективності вулканізації. Деякі агенти також пропонують уповільнюючий ефект для підвищення безпеки процесів попередніх вулканізації.

Вулканізатор

Найчастіше вулканізатором для типових нітрильних сумішей виступає сірка. У поєднанні з прискорювачами може бути досягнута робоча температура від 125 до 135 °С. Вулканізація за допомогою пероксиду забезпечує більш високу робочу температуру, яка може підвищуватися до 150 °С на коротких проміжках часу. Недоліком цих сумішей є дуже короткий термін зберігання в сирому вигляді. Крім того, такі суміші мають більш високу вартість і складніше в обробці.

Інші компоненти

Ерукамід або олеамід – отримані природним чином жирні кислоти, які покривають поверхню формованої бутадієн-нітрильної суміші, щоб зменшити тертя і виступити в ролі мастила. Графіт або молібденовий дисульфід можуть бути додані до сумішей в якості мастильного матеріалу. Політетрафторетіленовий порошок також може бути змішаний з сирою гумовою сумішшю для зниження тертя і кращої стійкості до стирання кінцевих формових виробів.