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各种橡胶基本特性与应用范围' y& j9 B# T3 Z# R# J
1 、丁腈橡胶( NBR ) % J3 x4 d( k( o3 P6 M3 e/ ]
1.1 、丁腈橡胶的丙烯腈含量在 15%-50% 的范围,一般多以聚合物中结合丙烯腈量多少来分类,可分为五个系列,即:
6 x2 B" D" U4 w. L/ `/ @8 U: W极高丙烯腈橡胶,丙烯腈含量 43% 以上:
' X- d& t1 `: T4 J/ C高丙烯腈丁腈橡胶,丙烯腈含量 36-42% : 0 P5 K6 z6 E# `# o
中高丙烯腈丁腈橡胶,丙烯腈含量 31-35% :
" m% I0 q ^4 e6 a) j2 P2 L* `中丙烯腈丁腈橡胶,丙烯腈含量 25-30% :
n6 O8 e* S% E% \低丙烯腈丁腈橡胶,丙烯腈含量 24% 以下: ( o3 K4 W. ]4 C2 Y
1.2 、基本特性:
, s+ W' Y% p1 A) z5 x1.2.1 、因含有极性腈基,对非极性或弱极性的矿物油、动植物油、液体燃料和溶剂等有较高的稳定性。耐油性是其最大的特长,丙烯含量愈高耐油性愈好。 6 @2 |8 Y" W3 R
1.2.2 、耐热性优于天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶,可在空气中 120 ℃ 下长期使用。
: E4 U; D* k2 i I" @1 j& U) O1.2.3 、气密性较好,仅次于丁基橡胶。 : [ n7 T T, I2 u+ C
1.2.4 、耐寒性、耐低温性较差,丙烯腈含量愈高,耐寒愈差。
2 _* z& r4 g2 _& I! G, R1.2.5 、因是非结晶性橡胶,生胶强度较低,须配入补强剂,提高结合丙烯腈量有助于增高强度和耐磨性,但弹性下降。 1 z U6 _9 d( q( \
1.2.6 、丁腈胶的介电性能差一点,属于半导体橡胶。 * ?; `) e2 q' G& {* r; F% [
1.2.7 、胶料的耐油性和永久变形的平衡,耐油性与电性能的平衡是重要的。 ( X+ N4 Q) a s D& j
1.3 、应用范围: 主要用于制作耐油橡胶制品,广泛用于制造密封件、垫片、垫圈等模制品和压出制品,各种橡胶胶辊、耐油胶管、工业用品和粘合剂等等 。 , w( {+ r0 V# J# L8 m5 M) Q
2. 羧基丁腈橡胶( XNBR ) 4 Y# i- r# D. T2 k' R
2.1 :基本特性:
\! c8 m& ]+ H, |: B, ^2.1.1 硫化速度比丁腈胶快,易焦烧。 ( e0 y/ {0 e# y" O
2.1.2 纯胶配合显示高的拉伸强度。
$ E3 A9 w# ` p( X2.1.3 硫化胶的耐热性、耐磨性好。 5 s D) h/ p/ @
2.1.4 与酚酫树脂相容性好。
5 g" D( t( {6 S0 l$ d2.2 、应用范围: 主要用于胶管、密封件、垫圈、油封、各种模型制品和粘合剂等。
: {/ H( k3 }: h, p( U6 M, D- X3 、丁腈橡胶 - 聚氯乙烯共混胶( NBR/PVC )
7 `7 V( D& c! n1 D3.1 、基本特性:
9 r& d3 `1 W* j8 p2 M5 s3.1.1 耐臭氧和耐天候老化性能比通常丁腈橡胶显著提高。
9 B" Z: j' W2 w- Q0 C3.1.2 比通常丁腈橡胶提高了耐燃性。 ! S5 [1 t" q, r3 W. ^. f M7 N
3.1.3 耐磨耗、耐油性、耐化学药品等性能比通常丁腈橡胶有所改善。 : U/ T& i, {5 U/ l- n
2.1.4 提高了压出、压延工艺性能。 , S* W5 p, ]) F! L3 O- P' r5 n
2.1.5 可任意着色制作艳色制品。
& @. ]& l3 [9 L9 X2 |; I2.1.6 低温特性、弹性降低,压缩变形增大。 # v9 Y! n) T" z" I5 r) X
2.1.7 比通常的聚氯乙烯改善了低温特性、耐油性、伸长率等。
7 b$ A) Y3 k w) F& g3.2 应用范围: 主要用于电线电缆护套,油管和燃油管外层胶,皮辊和皮圈,汽车模压零件,微孔海绵,发泡绝热层,安全靴和防护涂层等 。
6 ^0 p! B9 w/ Q z4 Z* N) W% X' Y1 D4 、氢化丁腈橡胶( HNBR )
# m8 y \) i; j& Y4.1 、基本特性
' d8 u: U% V/ x; o/ L4.1.1 氢化丁腈橡胶虽经氢化饱和,但仍然保持原丁腈的特性。具有拉伸结晶性,因而强度较高。
6 t6 B1 S: \# M1 |: b1 U. w4.1.2 有良好的耐热和耐臭氧、耐天候老化性能以及耐化学酸碱性能。
6 U5 f! n4 ^) z A7 S% N' E4.1.3 良好的耐技术液体(包括含腐蚀添加物的油类)的溶胀性能。 9 V! p7 H6 m8 v
4.1.4 良好的机械性能,即使在温升条件下仍保持相当水平。 : g" |5 I/ b1 r2 ]9 k. P) J
4.1.5 在极有害的条件下,有显著的耐磨耗性能。 ! h4 ~! D& P6 E; X' k4 f y1 r
4.1.6 硫化胶的拉伸强度比丁腈橡胶,氯丁橡胶更高,接近高于羧基丁腈橡胶。
; K# {: h c& H* E2 o4.1.7 优异的耐酸(硫化氢)环境和耐胺 / 油混合物性能,以及耐氧化燃料和润滑油性能。 ( i+ l, p! `3 \4 b( |+ N
4.1.8 玻璃化温度 Tg 随氢化程度在 -15- -40 ℃ 之间,脆性温度 -50 ℃ 。 # V5 ^. B+ b, E
4.2 、应用范围: 由于具有独特的性能,因此广用于油田工业、汽车工业、飞机制造工业和建筑工业等领域的制品,如制造钻井管、钻井管保护层、蓄压器、汽车燃料和润滑系统、发动机使用垫圈, O 型圈、密封件等 。 9 m1 {6 x% w. h" ]
5 、丁基橡胶( IIR )
2 ^# x5 m2 M: F6 J ^# U5.1 基本特性
( y2 v6 U- E& M8 M5.1.1 最大的特性是气体特定过性小,气密性好。
/ W8 _* m3 C, _9 u. _5.1.2 回弹性小,在较宽温度范围内( -30-+ 50 ℃ )均不大于20% ,因而具有吸收振动和冲击能量的特性。
/ R. I4 K& Q' ~9 d+ c# X' v5.1.3 耐热老化优良,且有良好的耐臭氧老化、耐天候老化和对化学稳定性以及耐电晕性能与电绝缘性好。
# Q9 n! y& N/ E% m/ S5.1.4 耐水性好、水渗透率极低,因而适于做绝缘材料。 2 d7 X/ r) N! `" P
5.1.5 缺点是:硫化速度慢;粘合性和自粘性差;与金属粘合性不好;与不饱和性橡胶相容性差,不能并用。但可与乙丙橡胶和聚乙烯等共混并用。
- x+ x: n& h, u) p4 D/ c4 g5.2 应用范围: 主要用于制造汽车轮胎内胎、汽车部件,硫化用胶囊、水胎、风胎,胶带、胶管、电线、电缆、包覆胶,各种机械制品,振动隔离件,建筑用防水片材,密封及填缝材料,贮罐衬里,蜡添加剂和聚烯烃改性剂等 。
1 j3 K" [5 Z( v: p' Z6 、乙丙橡胶( EPR )
) e+ E w- n+ k6.1 、二元乙丙橡胶( EPM )基本特性:
3 p+ Q" w* X% R6.1.1 聚合物的相对密度是商品橡胶中最小的。
! i* N( D- e0 a/ X: U. x( ?6.1.2 耐臭氧老化性能优异,比氯丁橡胶、丁基橡胶好。
8 c8 l5 I* i0 q7 A+ {& C7 j6.1.3 耐候性、耐氧老化性很好、耐热性、低温特性优良。 / L$ z: k4 m1 h1 N- O9 M! p
6.1.4 耐化学药品性、电绝缘性能好。
9 ]- f& y/ B3 l0 b- S3 }6.1.5 不能用硫磺硫化,采用有机过氧化物硫化交联。
0 z+ k; t6 v V' N! b; U0 o+ f6.1.6 粘性差。
! B) D9 n' h7 m9 C# {# I应用范围: 主要用于电线、电缆,建筑材料,汽车零部件和工业制品,以及与树脂共混、聚烯烃的活性剂等 。 / s( f& v" S2 |4 S& k3 v p
6.2 三元乙丙橡胶( EPDM )基本特性:
3 t& T8 j. m; r: K" H* \; Z" P7 K6.2.1 三元乙丙橡胶的相对密度也小( 0.85-0.86 ),仍具有二元乙丙橡胶的耐臭氧性、耐候性、耐热性和耐化学稳定性等特性。 2 S: t7 D3 f( U8 U
6.2.2 可采用硫磺促进剂硫化体系硫化,也可以用有机过氧化物交联,而制得高强度的制品。
) H9 L( R) x- ]; w8 K7 Q+ |5 z$ L6.2.3 耐低温性好,电绝缘性能也好。
& x7 ?' b9 _" m6.2.4 配合时有容纳高量填料和油类的承受能力。 ! x. ?( K$ p$ n2 Z9 u7 i0 m0 \
6.2.5 可与不饱和橡胶、低不饱和橡胶和塑料相容并用。 + | r5 S* O }
6.2.6 由于硫化胶表面良好具有高的物性,适于制作发泡制品。
. l9 g0 y& w6 r" Y7 r* n6.2.7 未硫化橡胶粘合性差。 ' k% t* t( N3 Y+ X
应用范围: 主要用于汽车工业、电线电缆工业、建筑和防水材料、工业橡胶制品、民用制品,与其它橡胶和塑料树脂等并用或共混,以及制作添加剂等等 。
" a9 E5 E. v# N7 、聚丙烯酸脂橡胶( ACM/PA ) ) O' @& u( l' s! J
7.1 、基本特性: + u! i& D) s+ l2 f! J% t1 p
7.1.1 耐油性与中低结合丙烯腈含量的丁腈橡胶相当,但比高丙烯腈含量的差。耐热性和耐天候性优于丁腈橡胶,使用温度达 175 ℃ -200 ℃ 。 7 t; V8 ?( c8 x
7.1.2 在高温下耐燃料油、耐润滑油性能极好。 & x+ g! b/ p3 m, w" @" I) g
7.1.3 对多种气体具有耐透过性。 , ?8 a4 c- r4 g6 B
7.1.4 耐水性、耐寒性差。 2 w% @$ Z* ^0 }7 ~9 q% B" _6 s
7.1.5 加工性能不是很好 ,不安全,硫化工艺有锈蚀模具的缺点,近来出现的硫磺硫化类,克服了这些缺点,且经济方便。
0 }' l: i% a- _6 o* N$ X7.2 应用范围: 主要用于汽车工业,制造各类密封配件。还用于海绵、耐油密封垫、隔膜、特种胶管和胶带,深井勘探用制品等。也用于粘着剂以及高温条件下与油接触的电线电缆护套等。在航空、火箭、导弹等方面,用以制备固体燃料的粘合剂等 。 1 j1 ^8 u: h0 j4 z; G! n
8 、乙烯丙烯酸甲酯橡胶( AEM/Vamac )
- o" _" I' F: r7 J4 U8.1 基本特性: 2 L8 z! x0 p0 K7 V$ f( _
8.1.1 乙烯丙烯酸甲酯橡胶有母炼胶和纯胶两类,可以用伯胺类和过氧化物硫化。
" V$ }6 Z3 U5 g& b, n8.1.2 有良好的耐热性和耐油性的平衡。
' v, Q( [. h$ [* C8 ?& i; F8.1.3 低温性能比丙烯酸酯橡胶优良。 ; _* u! J' \( J2 U
8.1.4 耐臭氧性、耐候性好。
5 T$ }) X% ?; j8.1.5 价格高。 ; i0 V/ t$ K- ~" l: R
8.2 应用范围: 主要用于汽车部件和电线电缆,前者包括轴密封、冷却剂和动力操纵管,高温火花塞保护罩、自动波纹管的恒速连接器等,后者用以制作引火线护套、中电压电缆等 。& |/ Y% f" n, T' r L+ Q
9 、氯磺化聚乙烯橡胶( CSM/Hypalon ) . _+ {) f( ?% W! u; i5 C
9.1 基本特性 :
+ Y$ {$ F" L* _% B9.1.1 耐臭氧、耐天候、耐化学药品性极优、耐不变色性好。
3 ]+ P( P4 y; S$ u9.1.2 耐热性好,连续使用温度 120 -140 ℃ ,间断使用温度可达140 -160 ℃ 。 . i2 o# S3 {8 w$ v \3 h
9.1.3 因含较多的氯,具有耐燃性,燃烧十分缓慢,移开火焰即自行熄灭。
- i& c0 @9 v4 _6 k* X! K9.1.4 耐油性和耐热油性好,与含丙烯腈 40 的丁腈橡胶相当,但不耐芳烃。 " ]# n' F, o# M2 ~9 C
9.1.5 硫化胶的介电性能优良。
( {- b5 f' c% s9.1.6 耐低温性差。
$ Q2 B2 _7 d% N w; L9.2 应用范围: 主要用于工业制品、电线电缆的护套、软管、设备衬里、涂料、建筑用如防水涂层、橡胶地板、水池衬里等和汽车用零部件等 。 2 z3 ~5 K+ Z* n/ u3 S
10. 共聚氯醚橡胶( ECO )
$ g; ?4 C1 v" h8 e* n r+ x( e3 `10.1 基本特性:
9 z2 e; {' s/ u- R# E& ]10.1.1 二元共聚氯醚橡胶的耐热性、耐油性、耐候性等与氯醚橡胶同样好。
T4 m+ k) s' m3 T2 b4 t; c! R10.1.2 大大改进了氯醚橡胶的低温性能和回弹性。 . _" C$ T$ e! x2 F3 l- @
10.1.3 共聚氯醚橡胶能在较宽的温度范围内保持胶料原有的硬度,具有很好的减振性能,耐磨性也好,但其耐气体透过性和耐燃性变差。
; @% d9 G$ [3 D+ G10.1.4 不饱和型氯醚橡胶能用硫磺硫化体系、过氧化物硫化,老化时胶不变软,对模具污染腐蚀甚微。且可与二烯类橡胶并用互相改进性能,且有共硫化性。 ) J& A% S- b" r0 L
10.1.5 压缩变形低。
! a: t4 s8 p8 V d" ]4 _10.1.6 加工性能和物理强度不好。 ) n4 Y# [, \. |3 R0 C" ]
10.2 应用范围: 由于纵合性能较好,用途较广。主要用于汽车、飞机及各种机械的配件,如垫圈、密封圈、 O 形圈、隔膜等;也用于制作耐油胶管、燃料胶管、印刷胶辊、胶板、衬里以及充气制品等。 1 V) K5 D4 C. D( S6 f7 y( _
11 、聚氨酯橡胶( PU/PUE ) ' o6 x& X4 ` |7 X" v1 R
11.1 聚酯类聚氨酯橡胶( AU )
8 E3 o" k: m6 C+ ]11.1.1 基本特性:
" A p, R9 i1 h2 d+ \11.1.1 .1 机械强度高,能得到广泛性能范围的制品。
) ?& x9 P5 M# @- K6 ^! \, J11.1.1 .2 耐热老化性、耐臭氧性、耐化学药品性好。
# ^; G8 q( T! E7 M11.1.1 .3 与聚醚类聚氨酯橡胶比较,机械强度高。但耐寒性差。
c% Q5 V) I0 O4 r1 t) y11.1.1 .4 其它性能几乎与聚醚类聚氨酯橡胶相同。 $ b) {: F, X+ C+ K$ Q
11.1.2 应用范围: 由于性能优异而广泛用于汽车工业、机械工业、电器和仪表工业、皮革和制鞋工业、医疗和体育等领域。制造各种部件、鞋底和后跟、实心轮胎、输送带、输送管道、筛板和滤网、轴衬和轴套、泵和叶轮包覆层、胶辊、垫圈、油封、运动鞋、野外电缆护套以及海绵泡沫制品等。8 I+ l" z5 W) k+ q2 I; t+ ^
11.2 聚醚类聚氨酯橡胶( EU ) 0 t2 q- p# T* D5 Q) j! C
11.2.1 基本特性: 1 s O& r( Z4 |% ?
11.2.1 .1 可以得到从软质到硬质的范围广泛的制品。
8 {: J5 D( [% u# d: o11.2.1 .2 机械性能特别是拉伸强度、耐磨性好。 8 o" c8 N: @# b6 ^- O) j
11.2.1 .3 耐热老化性、耐臭氧性、耐化学药品性良好。
* A9 z' P+ h5 c1 k11.2.1 .4 耐热水性差。 / c0 D% c& N5 s- X+ W* t9 K) i, L* s' W* P
11.2.1 .5 与聚酯型聚氨酯橡胶比较,耐寒性和橡胶弹性优越,机械强度差。
8 U# O, C2 z6 H3 a8 Y8 \11.2.2 应用范围: 主要用于汽车部件,特别是缓冲器等大型部件,以及电器制品、土木建筑工业,泡沫制品等等 。 7 Y( T7 B9 U) W4 c3 K. c5 u9 o
12 、硅橡胶( MVQ/SILICONE ) ) H2 A7 d9 S- e
12.1 基本特性: # j$ o9 O8 ~4 q. Y/ P B
12.1.1 耐热性和耐寒性优异,能在 -60-+ 250 ℃ 宽广温度范围内使用物性变化少。
, ~% i% I$ ?" e, R0 J. Y, |12.1.2 耐臭氧性、耐天候性好。 1 r3 S2 u7 {/ [+ i' q( }
12.1.3 电性能优良,在宽广温度范围,频率范围变化少。 ( Z7 i0 a4 P2 S( r, C; w" Q
12.1.4 机械特性低,抗高温压缩变形比二甲基硅橡胶有改进。 ( t& L, i- C- Q( f6 o
12.2 应用范围: 甲基乙烯基硅橡胶由于硫化活性提高,耐热性和高温抗压缩变形有很大改进,是产量最大、应用范围最广的一类硅橡胶,品种牌号也最多。除通用型胶料外,各种专用性和具有加工特性的硅橡胶,也都以它为基础进行加工配合,如高强度、低压缩变形、导电性、迟燃性、导热性等硅橡胶。这类硅橡胶广泛用于 O 型圈、油密封,各种管道、密封剂和粘合剂等。
' o- _7 R" v/ Z, |9 M; Z13 、氟硅橡胶( FLUORO SILICONE/MFVQ )
; m* a$ a% U$ O4 L1 h13.1 基本特性: % O, N0 x* c# m) m
13.1.1 具有硅橡胶共有的优异耐寒性和低压缩永久变形。
, g9 d% e4 u) ?( H' }13.1.2 耐油性显著改进。
8 g1 @9 D5 g) B4 Q! k13.1.3 价格高昂。
- H9 ? A3 [! e! k2 v$ N/ C13.2 应用范围: 主要用于军工业、汽车部件、石油化工、医疗卫生和电器电子等工业上的特殊耐油、耐溶剂、耐高低温用途的产品,如模压制品、 O 型圈、垫片、胶管、动静密封件以及密封剂、粘合剂等 。
+ j4 v4 ]+ c6 s- F# {0 k' G14 、氟橡胶( FKM ) ) U: z- q" m0 r! H
14.1 基本特性:
2 L+ r# J4 r' z/ F1 x/ h: V: w3 z14.1.1 耐热性极优,即使在 200 ℃ 高温下,几乎不变坏。 1 b7 @0 o* ?' V! o
14.1.2 耐候性、耐臭氧性极好。
1 H- m4 ]7 S3 ?2 q) R14.1.3 耐油性、耐药品性非常好。 # r. f, B; N' L, r5 P
14.1.4 耐腐蚀性极优越。
/ C4 a+ D$ p" C( C4 \/ x' F; a14.1.5 气透性较低,气体溶解度较大,但扩散速度很小。 6 [# {' }' k7 S, V! ~! b- H+ e0 d
14.1.6 耐燃性随含氟量提高而提高,属自熄型橡胶。 / ?( ^2 X' p8 H; P7 Y5 f
14.1.7 缺乏耐寒性。
' B+ ~1 A1 m0 K14.1.8 价格昂贵。 ; H* H, q8 f7 B; i% @; ?: [
14.2 应用范围: 用于现代航空、导弹、火箭、宇宙航行、舰艇、原子能等坚端技术及汽车、造船、化学、石油、电讯、仪表机械等工业部门。制品包括密封圈、密封垫、薄膜、防护衣等,以及胶管、电线电缆等密封剂、涂料、衬里、密封件等等 。/ |* t$ ^, B; w: v9 s* w2 [
15 、四丙氟橡胶 ( Aflas )
; P+ b0 H- \# T* V) g2 Y. j15.1 基本特性:
! W3 T) H4 [% w6 g+ |% G15.1.1 耐热性、耐候性、耐化学药品性等同其它氟橡胶一样优良,热分解温度为 430 ℃ 。
3 E0 E% F. b# L7 ?15.1.2 耐化学药品性特别好,高温高浓度的酸、碱、氧化剂等等不侵蚀。 - i8 |3 X; A6 i* v
15.1.3 对极性溶剂和润滑油容胀小,对燃料油溶胀大。
$ e! a3 c* n8 x$ q( C0 v15.1.4 耐热水性、耐高压水蒸汽和电绝缘性优良。
" \) Q. o* p8 j# H( d! y15.1.5 无味、无毒、无粘性,食品卫生性好。
" M. s" G3 X2 P* {15.1.6 价格昂贵。 ' o' C4 b1 g' h: B; Z
15.2 应用范围: 可用于制作板材、垫圈、胶管、胶辊、 O 形圈、隔膜、阀片、瓶塞等制品。广泛用于汽车、纺织、化工及食品等工业部件和涂料等 。 7 d7 B6 d& q) y
16 、异戊橡胶( IR ) ) Q9 Q) ^' h: m* y9 X9 p- L% j2 u: a# @
16.1 基本特性:
8 J; ]( I+ G* Q, u/ l16.1.1 颜色透明光亮,无气体。
" O5 @" Z; Q. N$ X( c7 P16.1.2 比天然橡胶纯净,凝胶含量少,无杂质,质量均一。 ; A, J4 q# y$ W: X. i/ i
16.1.3 不需塑炼,混炼简便,冬季不用保温。 O B& I5 v. z. c# N
16.1.4 硫化胶的机械强度高,物理性能均衡性好,为最接近天然橡胶的合成橡胶。
( t; b7 J6 U1 |4 w5 M16.1.5 粘着性好,流动性好,加工容易,但易发生降解,硫化速度较慢。
- ~% J- C# g" [, |16.1.6 振动吸收性和电性能好。
; d4 w* A" a9 M6 z3 _* ?/ o, T3 K16.2 应用范围: 能基本代替天然橡胶,用于轮胎、胶带、胶管、鞋和其它工业制品。尤适于制造食品用制品、医药卫生制品及橡胶丝、橡胶筋等日用制品。 ' F5 q- S1 u) S1 b, a- v0 g
17 氯丁橡胶( CR )
, t1 B. C9 O [2 B ^1 ?: e+ @17.1 基本特性: - Q/ Z6 I2 l* W" @7 R& a: P
17.1.1 原料橡胶贮存性差。贮存过程要发生增硬现象。耐寒性不好。
1 A. P3 y* y" s17.1.2 因受结晶引响,生胶强度较高,与天然橡胶相似。 7 N+ `/ o* Y) S3 P! u3 j; d
17.1.3 有优良的耐寒性、耐臭氧性、耐热老化性和耐油耐溶剂性。 : z4 [( f& j: M! i& h: a( w
17.1.4 有好的耐化学性和优异的耐燃性。
# I; i7 R8 Z% [17.1.5 有良好的粘合性。 ! P" {5 O0 h$ W: L# _
17.1.6 相对密度大,一般在 1.23 ,在相同体积下,用量比一般通用橡胶大。 0 N' k* I7 Y9 F* y3 f
17.1.7 与其它特种橡胶比较,个别性能差些,但总的性能平衡好。 8 E! r$ q. F) E9 l7 g6 Z
17.1.8 可溶于苯、四氯化碳和氯苯等。 . v' M% J& i4 S2 `1 f4 R' ?
17.2 应用范围: 主要用于耐油制品,各种胶管、胶带尤其是耐热输送带,耐油、耐酸碱胶管、密封制品,汽车飞机的部件,粘合剂和涂料,印刷胶辊,胶板,桥梁支座等,也大量用于电缆护套、电线包皮1 f5 i/ G% l% @3 K& D/ T9 y
丁腈橡胶(简称NBR)) k7 [5 }8 s% M" s4 z0 Z, x
NBR市场应用研究和分析开发与应用 丁腈橡胶(简称NBR)是由丁二烯和丙烯腈单体聚合的共聚物。因耐油、耐苯、耐热性能和物理机械性能优异,已经成为耐油橡胶制品的标准弹性体,广泛应用于汽车、航空航天、石油化工、纺织、电线电缆、印刷和食品包装等领域。 由于NBR有卓越的耐汽油、柴油及其他燃料油的性能,在汽车发动机零部件方面用量最大,主要用于耐油胶管油封、薄膜件和控制流量软管等,其消耗量约占总消费量的50%;另外在电线电缆、胶粘剂、印刷用耐油胶板、印刷胶辊、箱包制品等产品中应用。NBR与其他材料共混改性的弹性体品种众多,用途广泛,其中NBR/聚氯乙烯(PVC)共混胶用途最广,主要应用于电线电缆行业,在海底电缆领域对乙丙橡胶(EDPM)/聚丙烯有较强的竞争力,目前国内有近万家电线电缆企业,每年NBR/PVC消耗量很大,另外该共混胶还可以用于油管和燃油管外层胶、汽车防水密封件、汽车模压零件、发泡绝热层、胶圈、防护涂层等方面。 为了使NBR性能符合不同用途制品的要求,国外相继开发出具有特殊性能的NBR新品种,如氢化丁腈橡胶(HNBR)、粉末丁腈橡胶(PNBR)、羧基(XNBR)丁腈橡胶、液体羧基丁腈橡胶等,使得NBR产品系列化、功能化、高档化。9 C( d' H- H. _+ N; R" n$ ~
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1.1新品种 氢化丁腈橡胶(HNBR),与传统的NBR相比,不仅具有NBR的耐油、耐磨性能,而且具有优异的耐热、耐氧化和耐化学药品性能,在许多方面取代了氟橡胶或其他特种橡胶,主要应用于油田、汽车等工业领域。HNBR工业化制备主要为溶液加氢法。首先将NBR粉碎,然后溶于适宜溶剂中,于高温、高压反应器中,在贵金属催化剂作用下与氢气反应。其中催化剂是关键,目前已开发的加氢催化剂有钯、铑、钌等Ⅷ族贵金属元素的均相配位催化剂和非均相载体催化剂。目前国内兰化公司开发的铑系催化剂溶液法均相催化氢化技术,用离子交换树脂脱除残余催化剂,已申请国家专利,并建设年生产能力为15t的中试装置;吉化公司研究用乙酸钯均相络合催化剂高压氢化反应,产品也基本达到国际水平。近年来国外加快NBR乳液加氢法技术开发,美国固特异公司在肼(或其水合物)、硫酸铜、氧或过氧化氢及其他助剂作用下,在40~70℃、常压下使NBR胶乳氢化;另外国外Oline、JSR等公司也相继开发出乳液加氢法技术,NBR的乳液加氢尚处于实验室研究阶段,但是这种方法不仅保留了溶液法HNBR的优异性能,而且其应用范围可扩大到相关的胶乳,同时生产成本大为下降,成为今后的发展方向。 粉末丁腈橡胶(PNBR),粒径为0.5~1mm,采用无机或者有机隔离剂,呈松散的粉末状,可以与树脂直接掺混进行挤出或注塑,是一种优良的树脂改性剂。PNBR制备关键是成粉技术,工业上生产工艺一般有两类。一是以块状胶为原料进行机械粉碎,另一类以胶乳为原料采用凝聚或喷雾干燥成型。通常采用后一种工艺,以胶乳为原料与隔离剂用凝聚或喷雾干燥法成型。国内开发出采用木薯粉黄原酸酯包覆的PNBR,兰化公司建设了年产能为200t的中试装置,有3个产品等级,产品用于摩擦制动材料和树脂改性,尤其是适用于PVC等树脂的软质制品的改性。吉化公司计划利用自有丁腈胶乳优势,建设一套PNBR生产装置。 羧基丁腈橡胶(XNBR),在NBR中引入羧基可以改进其拉伸强度、撕裂强度、硬度、耐磨性、粘着性和抗臭氧老化性,特别是在改善拉伸强度的同时增加NBR极性,进一步提高其耐油性,增大与PVC、酚醛树脂等的相容性。目前工业化生产主要有两种方法,一是丁二烯、丙烯腈和不饱和羧酸三元乳液共聚得到,另一种是NBR接枝不饱和羧酸。工业化生产主要采用前者,目前主要的XNBR生产厂家使用的乳液聚合配方大致相同,只是氧化一还原体系中所采用的氧化剂、乳化剂品种及各种助剂的用量方面略有差异。XNBR主要用于制作胶粘剂密封件、油田和采矿用橡胶制品,另一重要用途就是聚合物改性,XNBR与氯磺化聚乙烯共混,可以明显改善拉伸强度、定伸模量和伸长率;与聚酰胺共混,共混材料的拉伸强度高达54MPa;与聚丁二烯橡胶共混,XNBR低温挠曲性能得到改善;与NBR共混,拉伸强度和耐磨性能得到改善;与氯醚橡胶共混可直接交联产生酯键,大大降低后者的压缩永久变形;与PVC共混,可改善后者的刚性、拉伸强度、撕裂强度和耐磨性。我国已经完成XNBR中试,有小批量产品问世。$ o, z* M, t ~) d
6 u8 T2 e; ~! |: S1.2共混改性 为了拓展NBR的应用范围,以NBR为基础的热塑性弹性体及共混改性产品层出不穷,其中NBR-PVC、NBR-PP、NBR-PA、NBR-EPDM等共混物已大量工业化生产;此外NBR还可以同天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、氯化丁基橡胶、氟橡胶、氯磺化聚乙烯等共混改性。 NBR-PVC共混物,其代表性产品有日本瑞翁公司的Elastar、日本电气化工公司的Denka LCS和美国Pilltec公司的Temprene。Elastar是由羧基NBR与PVC共混制成的离子交联型聚氯乙烯热塑性弹性体,耐油性能优异并具有良好的高温回弹性,主要用于汽车零件、电线电缆、建筑材料和软管等,特别适合在耐热耐油要求苛刻的领域取代热固性NBR。DenkaLCS是由改性PVC和NBR制成的热塑性弹性体,其特点是具有类似于橡胶的挠曲性、低压缩变形和高耐热性、耐油和耐臭氧性能及优良吸音性能,可以取代乙丙橡胶。我国有多家企业生产NBR-PVC。NBR-PP,该类热塑弹性体是采取动态硫化和增容技术生产的,NBR、PP的分子结构和极性不同,溶解度参数、界面张力相差甚大,两者相容性很差,用动态硫化法不能制备性能优良的NBR-PP共混型热塑性弹性体,因而将增容技术运用该体系中,增容一般分两个步骤,一是将聚丙烯官能化,常用官能化剂有马来酸酐、二羟甲基苯酚、羟甲基马来酰胺酸、三乙烯四胺及氯气等;二是生成带有增容剂的嵌段共聚物,然后与NBR共混。制备NBR-PP共混型热塑性弹性体的设备有双螺杆挤出机和密炼机。NBR-PP主要用于制造仪表和液压传动装置的构件、胶管、垫片、密封件、膜片、电线电缆护套等,加工性能优良,与NBR硫化胶相比可节省费用。我国NBR-PP科研开发工作进展缓慢,中科院长春应化所首先采用马来酸酐接枝聚丙烯,再进行NBR-PP热塑性弹性体的合成;国内还有的由聚丙烯接枝马来酸酐、端羧基NBR和二乙烯基三胺增容剂组成三元共混型热塑性弹性体及各种氯化聚烯烃作为增剂,进行对NBR-PP共混型热塑性弹性体性能影响的研究。 NBR-PA,是极性橡胶NBR与高耐油的热塑性树脂聚酰胺的共混材料,其耐油性比NBR可以提高20%~30%,而用动态硫化法制备的共混物的耐油性,尤其是高温耐油性能可进一步提高。如采用高熔点PA制备共混物,具有良好的耐热、耐溶剂及优异的物理机械性能,低熔点多元共聚聚酰胺制备的共混物具有良好的加工性能。NBR-PA共混型热塑性弹性体适用于注塑或挤出成型,主要用于制造耐热、耐化学腐蚀橡胶制品,如密封件、输送胶管、纺织皮辊等。 |
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