羧基丁腈橡胶应用与工艺技术

武可迁

     在橡胶材料范畴中,在耐非极性油方面,[即橡胶抗耐油类作用,如溶胀、硬化、裂解、性能降低]当数合成橡胶中帶有极性基团的某些胶种,如丁腈橡胶[NBR]氯丁橡胶CR],丙烯酸酯橡胶[ACM],氯醇橡胶[ECO,CO],聚氨酯橡胶[PU],聚硫橡胶[T],氟橡胶[FPM],氟硅橡胶[FQ],氯磺化聚乙烯[CSM],氯化聚乙烯[CM]等等,但从性价比和来源及普遍推广方面,目前应用比较广泛的还是以不同丙烯腈含量的丁腈橡胶居多。自从上世纪三十年代,德国研发并工业化生产丁腈橡胶以来,世界各国对丁腈橡胶品种开发发展很快，相继推出超高腈、高腈、中高腈、中腈、低腈、耐热型、粉末型、液体型、氢化、和羧基化等近四十个品种。我国也于上世纪六十年代开始研发和生产丁腈橡胶，并开发了液体丁腈、粉末丁腈、氢化丁腈和羧基丁腈橡胶。为汽车、机械、化工,电子,建材,石油开釆,纺织印染,航空航天及国防军工提供各种耐油橡胶配件制品。
     在丁腈橡胶大家族中,对丁腈橡胶羧基化的改性,由德国拜耳公司首先研发成功并工业化生产。命名为羧基丁腈橡胶[XNBR]。由于羧基化的引入,活化了丁腈橡胶分子，增强了丁腈橡胶的极性，提高了丁腈橡胶的耐油性，更为明显的是赋于丁腈橡胶在高温工况下,能保持较好的拉伸強度、弹性模量、耐磨性、撕裂强度、抗臭氧老化性。羧基丁腈橡胶还有一个应用领域,,就是应用在胶黏剂方面,占羧基丁腈橡胶应用很大份额。羧基丁腈橡胶可以与环氧树酯类、聚丙烯酸类配合,生产各种性能不同的胶黏剂,应用广泛。目前羧基丁腈橡胶在市场上,主要应用于飞机,机械设备配件,汽车、油田的动态密封件、高压密封件、及要求耐磨耐油橡胶配件。和胶管、胶帶密封件、胶辊、特种劳保胶鞋、光敏胶等。羧基丁腈橡胶不但可以单独使用,还可以与其它弹性体并用。
     众所周知,羧基丁腈橡胶系由丁二烯、丙烯腈和有机酸[丙烯酸、甲基丙烯酸]三元共聚而成。由于含有羧基基团,以及有高羧基羧基丁腈橡胶及低羧基羧基丁腈橡胶之分,所以其硫化工艺及硫化体系的选择要比丁腈橡胶更为复杂。高羧基羧基丁腈橡胶焦烧时间短,安全性难掌握;而低羧基羧基丁腈橡胶与一般丁腈橡胶相近,炼胶加工安全性好。目前应用广泛的,是低羧基羧基丁腈橡胶。羧基丁腈橡胶可以用无硫硫化体系[TMTD类]也可以用低硫高促硫化体系,[硫黄用量在0.5促进剂在3至4份]和普通硫黃硫化体系,[硫黄用量在1.5左右,促进剂用量在1.5份]以及过氧化物硫化体系[过氧化二异丙苯5份,TAIC1.5份],也可以用金属氧儿物硫化,体系[氧化锌8份/促进剂NS0.7份]，还有硫黄/金属氧化物硫化体系[硫黄1.5份,氧化锌8份,促进剂NS0.8份,防焦剂1.5份]。
      如果以硫化羧基丁腈橡胶綜合物理性能如定伸強度,[弹性模量],耐老化性,耐磨性,压缩永久变形,以及耐油性来评价上述各硫化体系,则以硫黄硫化体系和硫黄/金属氧化物硫化体系为优,特别指出,羧基丁腈橡胶与普通丁腈橡胶相比,在压缩永久变形方面稍逊,只有选用硫黄/氧化锌加少量促进剂的硫化体系生产的制品,压缩永久变形会最小.这是因为釆用金属氧化物硫化体系,不但交联密度高,而且其中的交联键大多是单硫键、双硫键和离子键,因之压缩永久变形小。
/ G6 y$ M) k+ i' J+ g! z* z     羧基丁腈橡胶的助剂配合,除上述硫化体系外,在补强填充体系,防老体系,增塑体系,着色体系等,均与普通丁腈橡胶相同,可以用密炼机将除了硫化体系之外的的助剂和羧基丁腈橡胶以顺炼法或逆炼法进行混炼,再在开炼机上压片.下机仃放.在使用时再进行开炼机开炼机的辊筒要以冷水冷却,严格控制在45摄氏度至50度以下.进行加促作业,以防先期焦烧。值得注意的是,羧基丁腈橡胶硫化胶料,如仃放过久,必须重新返炼,使得预成型胶料在硫化时,工艺性能顺利.同时不论是己经加了硫化体系的硫化胶料或者是未加硫化体系的胶料,压片后,均需放在18至23摄氏度及相对湿度在50%左右的恒温胶库内存放保管。一般模压羧基丁腈橡胶制品硫化条件,釆用低温长秒工艺。硫化温度在160摄氏度,时间根据制品厚度一般在3分钟到十分钟不等。硫化后的制品可根据模具既定的去边设计,可进行人工去边,机械常温去边,液氮冷冻去边作业.
      随着羧基丁腈橡胶的开发应用,甚至跨过橡胶工业,它还可以与金属粉末如铁粉,铜粉,铝粉以及环氧树脂配合,制成人造金属复合高科技材料,这是其它合成橡胶所不具备的性能。綜上所述,羧基丁腈橡胶在丁腈橡胶家族中,有其独特性能,是一种具有应用前景的特殊丁腈橡胶。
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独孤小艺

谢谢武老的分享，XNBR我做的不多，接触做的比较多的还是HNBR。

syjiangyong

XNBR的感觉就是太容易胶烧了

天狼星

羧基丁腈胶，目前用的比较少，价格比较贵。以前用过朗盛的X1.46，。炼胶工艺要控制好，不然很容易焦烧。

337900398

只打过一次小样，然后就没做过了。。。

leiqinyu

最大的问题就是生热快易焦烧，炼胶工艺 是大问题

胶皮糖

应用不广

denniskwan

谢谢武总指导，正有一款产品开发可能要用到这个

tomchen

台湾南帝的XNBR 1072X有500吨库存，便宜处理，有限去联系我，13816672274,tomcljsh@vip.163.com

第六课

感谢武老言传身教！