Նիտրիլ բութադիեն կաուչուկ. հատկություններ, արտադրություն, կիրառություն

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Նիտրիլ բութադիենային կաուչուկը (NBR) հիմնական հումքն է տարբեր տեսակի կաուչուկի արտադրության համար՝ օպտիմալ դիմացկունությամբ: Այն սինթետիկ պոլիմերային նյութ է, որը ստացվում է բութադիենի ակրիլոնիտրիլով (NAC) համապոլիմերացման արդյունքում։ Այն կարելի է անվանել նիտրիլ, դիվինիլ-նիտրիլ, բութադիեն-ակրիլոնիտրիլ կաուչուկ կամ բութակրիլ: Միջազգային նշանակման մեջ այս նյութը պիտակավորված է NBR (nitrile-butadienerubber), ներքին անվանմամբ՝ SKN (nitrile synthetic rubber):

Որտեղ կիրառելի է

Այս տեսակի կաուչուկը առավել հաճախ օգտագործվում է այն ոլորտներում, որտեղ կարևոր է ռետինե արտադրանքի օպտիմալ դիմադրությունը քիմիապես ագրեսիվ միջավայրերին: Մեծ նշանակություն ունեն բութադիեն-նիտրիլային կաուչուկի այնպիսի հատկությունները, ինչպիսիք են բարձր առաձգականությունը և փոքր մշտական դեֆորմացիան։ Այս նյութը լայնորեն տարածված էօգտագործվում է ռետինե տարրերի արտադրության մեջ, որոնք անմիջականորեն շփվում են քիմիապես ակտիվ նյութերի հետ. դրանք կարող են լինել բոլոր տեսակի կնիքները, նավթի կնիքները, ռետինե փոխհատուցիչները, վառելիքի և նավթի գուլպաները, շարժիչ գոտիները, ավտոմեքենաների, ավիացիայի և նավթային արդյունաբերության վառելիքի բաքերը, տպագրական օֆսեթ: ափսեներ և այլ ապրանքներ։

Այս կաուչուկի հիման վրա պատրաստված արտադրանքները չեն ուռչում յուղոտ հեղուկների, հակասառեցման և ջրի մեջ: Նման նյութերի որոշ տեսակներից պատրաստվում են էլեկտրական լարերի պատյան և ռետինե ձեռնոցներ, որոնք ունեն հատուկ ամրություն և մաշվածության դիմադրություն: Այն օգտագործվում է տարբեր սոսինձների, հերմետիկ նյութերի և պոլիուրեթանային փրփուրի արտադրության մեջ։ Ռետինը հիմքն է սոսինձների արտադրության մեջ։

Ե՞րբ և որտեղի՞ց է հայտնվել այս ռետինը:

Բութադիեն-նիտրիլային կաուչուկի ստացումը գրանցվել է 1934 թվականին Գերմանիայում: Այդ ժամանակ գերմանացի գիտնականները ստեղծեցին իր հատկություններով յուրահատուկ նյութ և արտոնագրեցին այն Buna-N անունով։ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ նոր նյութը մեծ պահանջարկ ուներ ռազմական արդյունաբերության մեջ։

Բնական հումքի բացակայության պատճառով ԱՄՆ բարձրագույն ղեկավարությունը սկսեց հատուկ ծրագիր, որը ներառում է բութադիեն-նիտրիլային կաուչուկի և ռետինե ապրանքների համար սինթետիկ հումքի այլ տեսակների արտադրության ակտիվ զարգացում: Այս ծրագրի շրջանակներում արտադրված նյութը կոչվում էր GR-N: Մինչ օրս BNR-ն դարձել է ամենապահանջված հատուկ նշանակության ռետիններից մեկը: Այն պատրաստվում է աշխարհի ավելի քան 20 երկրներում։

NBR արտադրություն

Այս տեսակի նյութը ստացվում է ջրային էմուլսիայում կոնստրուկտիվ պոլիմերացման արդյունքում: Գործընթացն իրականացվում է ինչպես բարձր, այնպես էլ ցածր ջերմաստիճաններում։ Դրանց արտադրության հիմնական մոնոմերներն են բութադիեն-1, 3 և ակրիլաթթու նիտրիլը (NAC), որոնք խառնվում են որոշակի համամասնությամբ։ Այս նյութերը կախված չեն ջերմաստիճանից։ Հաշվի առնելով պատահական համապոլիմերացման օրենքները՝ պետք է նշել, որ մոնոմերների այս տանդեմը պետք է ունենա ազեոտրոպ բաղադրության հատկություններ, որը պարունակում է մոտ 40% ակրիլոնիտրիլ մոնոմերների խառնուրդում։

Այս տեսակի կաուչուկի արտադրության մեջ պոլիմերացման համար օգտագործվող էմուլգատորների կոագուլյացիայի ժամանակ ավելի ամբողջական մաքրման կարիք կա: Արտադրված կաուչուկներում թույլատրվում է փոքր քանակությամբ մոխիր, հանքային և ցնդող կեղտեր (1%-ից ոչ ավելի): Դրանք կարող են բեռնված լինել ներկվող կամ չբիծվող հակաօքսիդանտներով:

Ինչ է BNK

Մեր երկրում արտադրվում են այնպիսի տեսակների կաուչուկներ, ինչպիսիք են նիտրիլային կաուչուկ-18 (SKN-18), նիտրիլ-բուտադիեն կաուչուկ-26 (SKN-26) և նիտրիլ բութադիեն կաուչուկ-40 (SKN-40): Դասարաններում թվային ցուցիչը ցույց է տալիս պոլիմերներում ակրիլոնիտրիլային միավորների քանակը: Դրանք կարող են պարունակել համապատասխանաբար 18%, 26% կամ 40% ակրիլոնիտրիլ:

Փոխելով բաղկացուցիչ բաղադրիչների քանակը՝ կարող եք հասնել ստացված նյութի տարբեր հատկությունների: Կախված ակրիլոնիտրիլի տոկոսից, հատկություններըՌետինները կարող են տարբեր լինել կարծրությամբ, մածուցիկությամբ, նավթի և բենզինի դիմադրությամբ: NAC-ի տոկոսն ազդում է կառուցվածքային միավորների միջմոլեկուլային ազդեցության վրա: Հենց այս գործոնն է ազդում ազգային տնտեսության որոշակի ոլորտներում նիտրիլ բութադիեն կաուչուկի օգտագործման վրա: Այնուամենայնիվ, այն օգտագործվում է որպես հումք արդյունաբերական ռետինե արտադրանքի հսկայական տեսականու արտադրության համար։

Նյութի թերություններ

Չնայած այն հանգամանքին, որ BNR-ի հավելումով պատրաստված ռետինե արտադրանքն ունի գերազանց կատարողականության մի ամբողջ շարք (բարձր առաձգական ուժ և ճկունություն, հարաբերական երկարացում, պատռվածքի և քայքայման դիմադրություն, նավթի և բենզինի գերազանց դիմադրություն), այս նյութը և որոշ թերություններ.

Ավելի կոշտ աշխատանքային պայմանները, որոնք կապված են մեխանիզմների արագության բարձրացման և հովացման յուղի բացակայության հետ, հանգեցնում են նրան, որ ռետինե տարրերը կարող են աշխատել միայն մինչև +150 աստիճան ջերմաստիճանում: Երբ գործառնական ջերմաստիճանը բարձրանում է այս արժեքից, տեղի է ունենում կառուցվածքավորում, այնուհետև NBR-ի հիման վրա ստեղծված ռետինների ոչնչացում: Այլ կերպ ասած, տաքացվող ռետինը դառնում է կոշտ և փխրուն:

Ցածր ջերմաստիճանի ազդեցությունը բացասաբար է անդրադառնում նաև ռետինե արտադրանքի վրա, որոնք օգտագործվում էին նիտրիլային կաուչուկի արտադրության մեջ։ Նրանց համար աշխատանքային օպտիմալ ջերմաստիճանը համարվում է -35˚С-ից ոչ ցածր:

Ժամանակակից ռետինե փոփոխություններ

Ռետինե արտադրանք ստեղծելու համարհատկությունների յուրահատուկ հավաքածու, օգտագործվում են ռետինների ավելի ժամանակակից մոդիֆիկացիաներ։ Հիդրոգենացված նիտրիլ բութադիենային կաուչուկները համարվում են մոդիֆիկացիայի հեռանկարային զարգացումներից մեկը: Նրանք ունեն գերազանց մշակման հատկություններ կաուչուկի տարբեր տեսակների արտադրության մեջ։

Պոլիվինիլքլորիդով ձևափոխված կաուչուկների հիման վրա պատրաստված ռետինն ավելի կայուն կատարում է եղանակային մաշվածության դիմադրության (մինչև -50 աստիճան) և մինչև +160 աստիճան գործառնական ծայրահեղ ջերմաստիճանի դեպքում: Այն զգալիորեն գերազանցում է նիտրիլային կաուչուկների հիման վրա պատրաստված արտադրանքներին պատռվածքի և մաշվածության դիմադրության առումով: Գերազանց դիմադրություն ունի քիմիական ագրեսիվ միջավայրի ակտիվ ազդեցությանը: Այնուամենայնիվ, այս ռետինն այնքան էլ ամուր և առաձգական չէ: Հետևաբար, նյութի մշակման հատկությունները բարելավելու համար այն առավել հաճախ օգտագործվում է նիտրիլային կաուչուկների սովորական տեսակների հետ համատեղ։

վուլկանացում

Բութադիեն-նիտրիլային կաուչուկների վուլկանացման գործընթացն իրականացվում է ծծմբի, ինչպես նաև թիուրամի, օրգանական պերօքսիդների, ալկիլֆենոլ-ֆորմալդեհիդային խեժերի և քլորօրգանական միացությունների օգտագործմամբ։ Ջերմաստիճանը կարող է տատանվել 140˚-ից մինչև 190˚ Celsius: Այս գործընթացի ընթացքում նկատվում է վուլկանացման մեծ սարահարթ։ NAC-ի ավելացված պարունակությունը նպաստում է վուլկանացման արագության բարձրացմանը: Ստացված ռետինների որակը գնահատվում է վուլկանիզատորների բնորոշ բնութագրերով:

Հատկություններ

Որոշված են BNC հատկություններըակրիլոնիտրիլի պարունակությունը. Կաուչուկի այս տեսակը շատ լուծելի է կետոնների, որոշ ածխաջրածնային լուծույթների և եթերների մեջ: Ալիֆատիկ ածխաջրածինները և ալկոհոլը գործնականում ոչ մի ազդեցություն չունեն նիտրիլ բութադիենային կաուչուկների տարրալուծման վրա: Ակրիլոնիտրիլի բաղադրության ավելացումը նպաստում է պոլիմերային շղթաների միջև միջմոլեկուլային գործողությանը. որքան շատ է նյութի բաղադրության մեջ NAA, այնքան բարձրանում է ապակու անցման խտությունը և ջերմաստիճանը: NAA-ի ավելացված պարունակությունը նվազեցնում է դիէլեկտրական հատկությունները, նվազեցնում է անուշաբույր լուծիչներում լուծելիության աստիճանը և մեծացնում է ալիֆատիկ ածխաջրածիններում այտուցվածության դիմադրությունը:

Կախված կաուչուկի պոլիմերացման ընթացքից՝ այն կարող է արտադրվել տարբեր պլաստոէլաստիկ հատկություններով։ Դրանք կարող են լինել՝

• Շատ կոշտ (Դեֆոյի կարծրություն 21,5 - 27,5 Ն): Նման ռետինը նշելիս անվանմանը ավելացվում է «T» տառը։
• Պինդ (Դեֆոյի կարծրություն 17,5 - 21,5 Ն):
• Փափուկ (Դեֆոյի կարծրություն 7,5 - 11,5 Ն): Նման կաուչուկը նշելիս անվանմանը ավելացվում է «M» տառը։

Ալկիլսուլֆոնատներով արտադրվող NBR-ների համար որպես էմուլգատորներ, մակնշմանը ավելացվում է «C» տառը: Օրինակ, SKN-26MS-ը փափուկ ռետին է, որը պարունակում է 26% կապված NAC, և պատրաստման մեջ օգտագործվել է կենսաքայքայվող ալկիլ սուլֆոնատ էմուլգատոր: