Butadienă nitril cauciuc: proprietăți, producție, aplicare

Butadien-nitril cauciuc (BNK) este principalul tip de materie primă pentru producerea de diferite tipuri de cauciuc cu durabilitate optimă. Acesta este un material de polimer sintetic obținut prin copolimerizarea butadienului cu acrilonitril (NAC). Acesta poate fi numit nitril, divinil-nitril, cauciuc butadien-acrilonitril

Dacă este cazul

Acest tip de cauciuc este cel mai adesea folosit în acele industrii unde rezistența optimă a produselor din cauciuc la mediile agresive din punct de vedere chimic este importantă. De mare importanță sunt proprietățile de cauciuc butadien-nitril, ca o elasticitate ridicată și o mică deformare reziduală. Acest material este utilizat pe scară largă în producerea elementelor de cauciuc, care sunt în contact direct cu materialul activ chimic - poate fi tot felul de sigilii, garnituri, rosturi de dilatare din cauciuc și furtunuri ulei combustibil, curele de transmisie, rezervoare de combustibil ale automobilelor, industria de aer și ulei, imprimare plăci offset și alte produse.

Produsele fabricate pe baza acestui cauciuc, nu se umflă în lichide uleioase, antigel și apă. Dintre tipurile de astfel de materiale, carcasa electrică și mănușile de cauciuc au o rezistență și o rezistență deosebită. Se utilizează în producția de adezivi, etanșanți și spumă de asamblare. Cauciucul este baza în producția de adezivi.

Când și unde a apărut acest cauciuc?

Producția de cauciuc butadien-nitril a fost înregistrată în 1934 în Germania. La acea vreme, oamenii de știință germani au creat un material unic și l-au brevetat sub numele de Buna-N. În timpul celui de-al doilea război mondial, materialul nou a devenit extrem de popular în industria militară.

Din cauza lipsei de materii prime naturale, conducerea de top a SUA a lansat un program special, care presupune dezvoltarea activă a producției de cauciuc butadien-nitril și alte tipuri de materii prime sintetice pentru articole din cauciuc. Materialul produs în cadrul acestui program a fost numit GR-N. Până în prezent, BNK a devenit unul dintre cele mai căutate cauciucuri speciale. Acesta este fabricat în mai mult de 20 de țări.

Producția BNK

Acest tip de material este obținut prin polimerizarea structurală într-o emulsie apoasă. Procesul se desfășoară atât la temperaturi ridicate, cât și la joase. Principalii monomeri pentru producția lor sunt butadien-1,3 și acrilonitril (NAC), amestecați într-o anumită proporție. Aceste substanțe nu depind de temperatură. Luând în considerare legile copolimerizare statistice, trebuie remarcat faptul că acest tandem monomeri trebuie să posede proprietățile unei compoziții azeotrop conținând aproximativ 40% acrilonitril în amestecul de monomeri.

În producerea acestui tip de cauciuc, este nevoie de o purificare mai completă atunci când se coagulează emulgatorii utilizați pentru polimerizare. În cauciucurile produse, este permisă o cantitate nesemnificativă de cenușă de impurități minerale și volatile (nu mai mult de 1%). Acestea pot fi umplute cu antioxidanți colorați sau ne-colorați.

Ce este BNC?

În țara noastră, fabricat tipuri de cauciuc, cum ar fi NBR-18 (SKN-18), NBR-26 (SKN-26) și-butadienă acrilonitril cauciuc 40 (SKN-40). Indicele numeric din clase indică numărul de unități de acrilonitril din polimeri. Acestea pot conține, respectiv, 18, 26 sau 40% acid nitrilic acrilic.

Schimbând numărul de ingrediente constitutive, puteți obține diferite proprietăți ale materialului rezultat. În funcție de procentul de acrilonitril, proprietățile cauciucurilor pot varia în funcție de duritate, viscozitatea uleiului și rezistența la benzină. Procentul de NAC afectează efectul intermolecular al unităților structurale. Acest factor afectează utilizarea cauciucului nitrilic butadienic în anumite zone ale economiei naționale. Cu toate acestea, este folosit ca materie primă pentru fabricarea unei game uriașe de produse din cauciuc industrial.

Dezavantaje ale materialului

În ciuda faptului că articolele din cauciuc făcute cu adaos de BOC, posedă un complex de performanță excelentă (rezistență și ductilitate la tracțiune, alungire, rezistența la rupere și rezistența la abraziune, ulei excelent si rezistent la benzina), este prezentă în acest material și unele dezavantaje.

Încurajarea condițiilor de funcționare, asociată cu o creștere a vitezei mașinilor și a lipsei de ulei de răcire, conduce la faptul că elementele de cauciuc pot funcționa numai la temperaturi de până la +150 grade. Pe măsură ce temperatura de funcționare crește peste această valoare, cauciucurile create pe baza BNC sunt structurate și apoi distruse. Cu alte cuvinte, cauciucul încălzit devine tare și fragil.

Influența temperaturilor scăzute are de asemenea un impact negativ asupra produselor din cauciuc, la fabricarea cărora a fost utilizat cauciuc butadien-nitril. Optimal pentru acestea este temperatura de funcționare nu mai mică de -35 ° C.

Modificări moderne ale cauciucurilor

Pentru a crea produse din cauciuc cu un complex unic de proprietăți, se folosesc modificări moderne ale cauciucurilor. Una dintre evoluțiile promițătoare ale modificării sunt cauciucurile butadien-nitril hidrogenate. Au proprietăți tehnologice excelente pentru diferite tipuri de producție de cauciuc.

Cauciucul, realizat pe baza cauciucurilor modificate din cauciuc, oferă indicatori mai stabili pentru rezistența la intemperii (până la -50 grade) și temperaturi extreme de funcționare până la +160 de grade. Este mult mai bun decât produsele fabricate pe bază de cauciuc butadien-nitril, rezistență la rupere și rezistență la uzură. Are rezistență excelentă la efectele active ale mediilor agresive chimic. Cu toate acestea, acest cauciuc nu este atât de puternic și elastic. Prin urmare, pentru a îmbunătăți proprietățile tehnologice ale materialului, acesta este utilizat cel mai adesea în combinație cu tipurile convenționale de cauciuc butadien-nitril.

vulcanizare

Procesul de vulcanizare a cauciucului butadienic nitril, prin intermediul sulfului și tiuram, peroxizi organici, rășini alkilfenolformaldegidnyh și organochlorines. Temperatura poate varia de la 140˚ la 190˚ Celsius. Când se realizează acest proces, apare un platou de vulcanizare mare. Conținutul crescut de NAC promovează o creștere a vitezei de vulcanizare. Calitatea cauciucurilor obținute este evaluată prin caracteristicile inerente ale vulcanizatoarelor.

proprietăţi

Proprietățile BNC sunt determinate de conținutul de acrilonitril. Acest tip de cauciuc este ușor solubil în cetone, anumite soluții de hidrocarburi și esteri. Hidrocarburile alifatice și alcoolul nu au practic niciun efect asupra dizolvării cauciucurilor butadien-nitril. Creșterea compoziției materialului acrilonitril favorizează interacțiunea intermoleculară între lanțurile de polimeri: cu cât mai multă NAK în compoziția materialului, cu atât crește densitatea și crește regimul de temperatură a vitrificării. Conținutul crescut de NAC reduce proprietățile dielectrice, reduce gradul de solubilitate în solvenții aromatici și promovează o creștere a rezistenței la umflare a hidrocarburilor alifatice.

În funcție de fluxul de polimerizare a cauciucului, acesta poate fi produs cu parametri plasoelastici diferiți. Acestea pot fi:

• Foarte greu (Deformitate 21,5 - 27,5 N). La marcarea unui astfel de cauciuc, se adaugă la numele său litera "T".
• Greu (rigiditate în conformitate cu Defo 17.5 - 21.5 N).
• Soft (rigiditate conform Defo 7.5 - 11.5 N). Când se marchează un astfel de cauciuc, se adaugă la numele său litera "M".

Pentru BNK, fabricat cu participarea alchilsulfonatului ca emulgator, se adaugă marcajul "C". De exemplu, SKN-26MS este un cauciuc moale în care sunt prezente 26% din NAC legat și în preparat a fost utilizat un emulgator alchil sulfonat biodegradabil.