ยางไนไตรล์บิวทาไดอีน: คุณสมบัติ การผลิต การใช้งาน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ยางไนไตรล์บิวทาไดอีน (NBR) เป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตยางประเภทต่างๆ ที่มีความทนทานสูงสุด เป็นวัสดุโพลีเมอร์สังเคราะห์ที่ได้จากโคพอลิเมอไรเซชันของบิวทาไดอีนกับอะคริโลไนไตรล์ (NAC) สามารถเรียกได้ว่าไนไตรล์, ยางไดวินิลไนไตรล์, บิวทาไดอีน - อะคริโลไนไตรล์หรือบิวทาคริล ในการกำหนดระดับสากล วัสดุนี้มีป้ายกำกับว่า NBR (ไนไตรล์-บิวทาไดอีเนอร์ซับเบอร์) ในการกำหนดภายในประเทศ - SKN (ยางสังเคราะห์ไนไตรล์)

ถ้ามี

ยางประเภทนี้มักใช้ในอุตสาหกรรมเหล่านั้นซึ่งการต้านทานที่เหมาะสมของผลิตภัณฑ์ยางต่อสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวทางเคมีเป็นสิ่งสำคัญ สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งคือคุณสมบัติของยางบิวทาไดอีนไนไตรล์เช่นความยืดหยุ่นสูงและการเปลี่ยนรูปถาวรเล็กน้อย วัสดุนี้แพร่หลายใช้ในการผลิตชิ้นส่วนยางที่มีการสัมผัสโดยตรงกับวัสดุที่ออกฤทธิ์ทางเคมี - เหล่านี้ได้ทุกชนิดของซีล, ซีลน้ำมัน, ยางชดเชย, ท่อน้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำมัน, สายพานไดรฟ์, ถังน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์, อุตสาหกรรมการบินและน้ำมัน, การพิมพ์ออฟเซ็ต จานและสินค้าอื่นๆ

ผลิตภัณฑ์จากยางชนิดนี้จะไม่บวมในของเหลวมัน สารป้องกันการแข็งตัว และน้ำ จากวัสดุประเภทนี้บางชนิดจะทำปลอกสายไฟและถุงมือยางซึ่งมีความแข็งแรงเป็นพิเศษและทนต่อการสึกหรอ ใช้ในการผลิตกาวต่างๆ สารเคลือบหลุมร่องฟัน และโฟมโพลียูรีเทน ยางเป็นพื้นฐานในการผลิตกาว

ยางนี้มาจากไหนและเมื่อไหร่

การได้มาซึ่งยางบิวทาไดอีนไนไตรล์ถูกบันทึกในปี 2477 ที่ประเทศเยอรมนี ในเวลานั้น นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้สร้างวัสดุที่มีลักษณะเฉพาะและจดสิทธิบัตรภายใต้ชื่อ Buna-N ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 วัสดุใหม่นี้เป็นที่ต้องการอย่างมากในอุตสาหกรรมการทหาร

เนื่องจากขาดวัตถุดิบจากธรรมชาติ ผู้นำระดับสูงของสหรัฐฯ ได้เปิดตัวโครงการพิเศษที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาเชิงรุกของการผลิตยางบิวทาไดอีน-ไนไตรล์และวัตถุดิบสังเคราะห์ประเภทอื่นๆ สำหรับสินค้ายาง วัสดุที่ผลิตภายใต้โปรแกรมนี้เรียกว่า GR-N จนถึงปัจจุบัน BNR ได้กลายเป็นยางอเนกประสงค์ที่เป็นที่ต้องการตัวมากที่สุดตัวหนึ่ง ผลิตในกว่า 20 ประเทศทั่วโลก

ผลิต NBR

วัสดุประเภทนี้ได้มาจากการทำโพลิเมอไรเซชันเชิงสร้างสรรค์ในอิมัลชันที่เป็นน้ำ กระบวนการนี้ดำเนินการทั้งที่อุณหภูมิสูงและต่ำ โมโนเมอร์หลักสำหรับการผลิตคือ butadiene-1, 3 และ acrylic acid nitrile (NAC) ผสมในสัดส่วนที่แน่นอน สารเหล่านี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ โดยคำนึงถึงกฎของการโคพอลิเมอไรเซชันแบบสุ่ม ควรสังเกตว่าโมโนเมอร์ที่ควบคู่นี้ควรมีคุณสมบัติขององค์ประกอบอะซีโอโทรปิกที่มีอะคริโลไนไทรล์ประมาณ 40% ในส่วนผสมของโมโนเมอร์

ในการผลิตยางประเภทนี้ จำเป็นต้องมีการทำให้บริสุทธิ์มากขึ้นในระหว่างการจับตัวเป็นก้อนของอิมัลซิไฟเออร์ที่ใช้สำหรับกระบวนการโพลิเมอไรเซชัน ในยางที่ผลิตขึ้น อนุญาตให้ใช้ขี้เถ้า แร่ และสิ่งสกปรกที่ระเหยง่าย (ไม่เกิน 1%) จำนวนเล็กน้อย สามารถบรรจุสารต้านอนุมูลอิสระที่เปื้อนหรือไม่เป็นคราบได้

BNKคืออะไร

ในประเทศของเรา มีการผลิตยางประเภทต่างๆ เช่น ยางไนไตรล์-18 (SKN-18), ยางไนไตรล์-บิวทาไดอีน-26 (SKN-26) และยางไนไตรล์บิวทาไดอีน-40 (SKN-40) ตัวบ่งชี้ตัวเลขในเกรดจะแสดงจำนวนหน่วยของอะคริโลไนไทรล์ในโพลีเมอร์ พวกเขาสามารถประกอบด้วย 18%, 26% หรือ 40% Acrylonitrile ตามลำดับ

เมื่อเปลี่ยนจำนวนส่วนผสม คุณก็จะได้คุณสมบัติที่แตกต่างกันของวัสดุที่ได้ ขึ้นอยู่กับเปอร์เซ็นต์ของอะคริโลไนไทรล์ คุณสมบัติยางสามารถเปลี่ยนแปลงได้ในด้านความแข็ง ความหนืด ความทนทานต่อน้ำมันและน้ำมันเบนซิน เปอร์เซ็นต์ของ NAC ส่งผลต่อผลกระทบระหว่างโมเลกุลของหน่วยโครงสร้าง เป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อการใช้ยางไนไตรล์บิวทาไดอีนในบางพื้นที่ของเศรษฐกิจของประเทศ อย่างไรก็ตาม มันถูกใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ยางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย

ความไม่สมบูรณ์ของวัสดุ

ทั้งๆ ที่ผลิตภัณฑ์ยางที่เติม BNR นั้นมีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมทั้งช่วง (ความต้านทานแรงดึงและความเหนียวสูง การยืดตัวสัมพัทธ์ การฉีกขาดและการขัดถู ความทนทานต่อน้ำมันและน้ำมันเบนซินที่ดีเยี่ยม) วัสดุนี้และบางส่วน ข้อบกพร่อง

สภาวะการทำงานที่รุนแรงขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มความเร็วของกลไกและการขาดน้ำมันหล่อเย็น นำไปสู่ความจริงที่ว่าองค์ประกอบยางสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงถึง +150 องศาเท่านั้น เมื่ออุณหภูมิในการทำงานสูงกว่าค่านี้ โครงสร้างจะเกิดขึ้น และจากนั้นการทำลายของยางที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของ NBR กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยางที่ร้อนจะกลายเป็นแข็งและเปราะ

การสัมผัสกับอุณหภูมิต่ำก็ส่งผลเสียต่อผลิตภัณฑ์ยางซึ่งใช้ในการผลิตยางไนไตรล์เช่นกัน อุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับพวกเขานั้นถือว่าไม่ต่ำกว่า -35˚С

ดัดแปลงยางสมัยใหม่

สร้างผลิตภัณฑ์ยางกับชุดคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ใช้การดัดแปลงยางที่ทันสมัยกว่า ยางไนไตรล์บิวทาไดอีนเติมไฮโดรเจนถือเป็นหนึ่งในการพัฒนาที่มีแนวโน้มในการปรับเปลี่ยน มีคุณสมบัติการแปรรูปที่ดีเยี่ยมในการผลิตยางประเภทต่างๆ

ยางที่ทำขึ้นจากยางดัดแปลงโพลีไวนิลคลอไรด์ให้ประสิทธิภาพที่เสถียรยิ่งขึ้นในการทนต่อสภาพอากาศ (สูงถึง -50 องศา) และอุณหภูมิการทำงานสูงสุดที่ +160 องศา เหนือกว่าผลิตภัณฑ์ที่ทำจากยางไนไตรล์อย่างมีนัยสำคัญในแง่ของการต้านทานการฉีกขาดและการต้านทานการสึกหรอ มีความต้านทานที่ดีเยี่ยมต่ออิทธิพลของสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์รุนแรงทางเคมี อย่างไรก็ตามยางนี้ไม่แข็งแรงและยืดหยุ่นนัก ดังนั้น เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการแปรรูปของวัสดุ มักใช้ร่วมกับยางไนไตรล์ทั่วไป

วัลคาไนซ์

กระบวนการวัลคาไนซ์ของยางบิวทาไดอีน-ไนไตรล์ดำเนินการโดยใช้กำมะถัน เช่นเดียวกับไทอูรัม เปอร์ออกไซด์อินทรีย์ เรซินอัลคิลฟีนอล-ฟอร์มาลดีไฮด์ และสารประกอบออร์กาโนคลอรีน อุณหภูมิสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่140˚ถึง190˚องศาเซลเซียส ในระหว่างกระบวนการนี้จะสังเกตเห็นที่ราบสูงขนาดใหญ่ของการหลอมโลหะ เนื้อหาที่เพิ่มขึ้นของ NAC มีส่วนทำให้อัตราการวัลคาไนซ์เพิ่มขึ้น คุณภาพของยางที่ได้จะถูกประเมินโดยคุณสมบัติโดยธรรมชาติของวัลคาไนเซอร์

คุณสมบัติ

คุณสมบัติ BNC ถูกกำหนดแล้วเนื้อหาอะคริโลไนไทรล์ ยางชนิดนี้สามารถละลายได้ดีในคีโตน สารละลายไฮโดรคาร์บอนและเอสเทอร์บางชนิด อะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอนและแอลกอฮอล์แทบไม่มีผลกระทบต่อการละลายของยางไนไตรล์บิวทาไดอีน การเพิ่มองค์ประกอบของวัสดุอะคริโลไนไทรล์ทำให้เกิดการกระทำระหว่างโมเลกุลระหว่างสายพอลิเมอร์: ยิ่งมี NAA ในองค์ประกอบของวัสดุมากเท่าใด ความหนาแน่นและอุณหภูมิของการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วก็จะยิ่งสูงขึ้น ปริมาณที่เพิ่มขึ้นของ NAA จะลดคุณสมบัติของไดอิเล็กตริก ลดระดับการละลายในตัวทำละลายอะโรมาติก และเพิ่มความต้านทานต่อการบวมในอะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอน

ยางสามารถผลิตพลาสติกที่มีคุณสมบัติยืดหยุ่นของพลาสติกที่แตกต่างกันได้ พวกเขาสามารถ:

• แข็งมาก (ความแข็งดีโฟ 21.5 - 27.5 N) เมื่อทำเครื่องหมายยางดังกล่าว จะมีการเพิ่มตัวอักษร "T" ที่ชื่อ
• แข็ง (ความแข็งดีโฟ 17.5 - 21.5N).
• นิ่ม (ดีโฟ ความแข็ง 7.5 - 11.5 N). เมื่อทำเครื่องหมายยางดังกล่าว จะมีการเพิ่มตัวอักษร “M” ที่ชื่อ

สำหรับ NBR ที่ผลิตด้วยอัลคิลซัลโฟเนตเป็นอิมัลซิไฟเออร์ ตัวอักษร "C" จะถูกเพิ่มที่เครื่องหมาย ตัวอย่างเช่น SKN-26MS เป็นยางชนิดอ่อนที่มี NAC จับ 26% และใช้อัลคิลซัลโฟเนตอิมัลซิไฟเออร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพในการเตรียมการ