Getah nitril butadiena: sifat, pengeluaran, penggunaan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Nitrile butadiena rubber (NBR) adalah bahan mentah utama untuk penghasilan pelbagai jenis getah dengan ketahanan optimum. Ia adalah bahan polimer sintetik yang diperoleh melalui kopolimerisasi butadiena dengan akrilonitril (NAC). Ia boleh dipanggil nitril, divinyl-nitrile, getah butadiena-acrylonitrile atau butacryl. Dalam sebutan antarabangsa, bahan ini dilabelkan NBR (nitrile-butadienerubber), dalam sebutan domestik - SKN (nitrile sintetik getah).

Jika berkenaan

Jenis getah ini paling kerap digunakan dalam industri di mana rintangan optimum produk getah terhadap persekitaran agresif kimia adalah penting. Amat penting ialah sifat getah butadiena-nitrile sebagai keanjalan yang tinggi dan ubah bentuk kekal yang kecil. Bahan ini meluasdigunakan dalam pengeluaran unsur getah yang mempunyai hubungan langsung dengan bahan aktif kimia - ini boleh menjadi semua jenis pengedap, pengedap minyak, pemampat getah, hos bahan api dan minyak, tali pinggang pemacu, tangki bahan api untuk kereta, industri penerbangan dan minyak, percetakan mengimbangi pinggan dan produk lain.

Produk berasaskan getah ini tidak membengkak dalam cecair berminyak, antibeku dan air. Dari beberapa jenis bahan tersebut, sarung pendawaian elektrik dan sarung tangan getah dibuat, yang mempunyai kekuatan khas dan rintangan haus. Ia digunakan dalam pengeluaran pelbagai pelekat, pengedap dan busa poliuretana. Getah ialah asas dalam penghasilan pelekat.

Bila dan dari mana getah ini berasal?

Mendapatkan getah butadiena-nitrile direkodkan pada tahun 1934 di Jerman. Pada masa itu, saintis Jerman mencipta bahan unik dalam sifatnya dan mematenkannya di bawah nama Buna-N. Semasa Perang Dunia II, bahan baharu itu mendapat permintaan tinggi dalam industri ketenteraan.

Disebabkan kekurangan bahan mentah semula jadi, kepimpinan tertinggi AS melancarkan program khas yang melibatkan pembangunan aktif pengeluaran getah butadiena-nitrile dan jenis bahan mentah sintetik lain untuk barangan getah. Bahan yang dihasilkan di bawah program ini dipanggil GR-N. Sehingga kini, BNR telah menjadi salah satu getah tujuan khas yang paling dicari. Ia dibuat di lebih 20 negara di seluruh dunia.

Pengeluaran NBR

Bahan jenis ini diperoleh melalui pempolimeran konstruktif dalam emulsi akueus. Proses ini dijalankan pada suhu tinggi dan rendah. Monomer utama untuk pengeluarannya ialah butadiena-1, 3 dan nitril asid akrilik (NAC), dicampur dalam perkadaran tertentu. Bahan-bahan ini tidak bergantung pada suhu. Dengan mengambil kira undang-undang kopolimerisasi rawak, perlu diperhatikan bahawa tandem monomer ini harus mempunyai sifat komposisi azeotropik yang mengandungi kira-kira 40% akrilonitril dalam campuran monomer.

Dalam pengeluaran getah jenis ini, terdapat keperluan untuk penulenan yang lebih lengkap semasa penggumpalan pengemulsi yang digunakan untuk pempolimeran. Dalam getah yang dikilang, sejumlah kecil abu, mineral dan kekotoran yang tidak menentu (tidak lebih daripada 1%) dibenarkan. Ia boleh dimuatkan dengan antioksidan yang tahan atau tidak tahan.

Apakah itu BNK

Di negara kita, getah jenis seperti getah nitril-18 (SKN-18), getah nitril-butadiena-26 (SKN-26) dan getah nitril butadiena-40 (SKN-40) dihasilkan. Penunjuk berangka dalam gred menunjukkan bilangan unit akrilonitril dalam polimer. Ia boleh mengandungi 18%, 26% atau 40% Akrilonitril, masing-masing.

Mengubah bilangan bahan konstituen, anda boleh mencapai sifat berbeza bahan yang terhasil. Bergantung kepada peratusan akrilonitril, sifatnyagetah boleh berbeza dalam kekerasan, kelikatan, minyak - dan rintangan petrol. Peratusan NAC mempengaruhi kesan antara molekul unit struktur. Faktor inilah yang mempengaruhi penggunaan getah nitril butadiena di kawasan tertentu ekonomi negara. Namun begitu, ia digunakan sebagai bahan mentah untuk pembuatan pelbagai jenis produk getah perindustrian.

Ketidaksempurnaan material

Walaupun pada hakikatnya produk getah yang dibuat dengan penambahan BNR mempunyai rangkaian keseluruhan prestasi cemerlang (kekuatan tegangan dan kemuluran yang tinggi, pemanjangan relatif, rintangan koyakan dan lelasan, rintangan minyak dan petrol yang sangat baik), bahan ini dan beberapa kecacatan.

Keadaan operasi yang lebih sukar dikaitkan dengan peningkatan dalam kelajuan mekanisme dan kekurangan minyak penyejuk, membawa kepada fakta bahawa unsur getah hanya boleh berfungsi pada suhu sehingga +150 darjah. Apabila suhu operasi meningkat di atas nilai ini, penstrukturan berlaku, dan kemudian pemusnahan getah dibuat berdasarkan NBR. Dalam erti kata lain, getah yang dipanaskan menjadi keras dan rapuh.

Pendedahan kepada suhu rendah juga mempunyai kesan negatif ke atas produk getah, yang digunakan dalam pengeluaran getah nitril. Suhu operasi optimum untuk mereka dianggap tidak lebih rendah daripada -35˚С.

Pengubahsuaian getah moden

Untuk mencipta produk getah dengansatu set sifat yang unik, pengubahsuaian getah yang lebih moden digunakan. Getah butadiena nitril terhidrogenasi dianggap sebagai salah satu perkembangan yang menjanjikan dalam pengubahsuaian. Mereka mempunyai sifat pemprosesan yang sangat baik dalam pelbagai jenis pengeluaran getah.

Getah yang dibuat berdasarkan getah diubah suai polivinilklorida memberikan prestasi yang lebih stabil dalam rintangan haus cuaca (sehingga -50 darjah) dan suhu operasi yang melampau sehingga +160 darjah. Ia jauh lebih unggul daripada produk yang dibuat berasaskan getah nitril dari segi rintangan koyakan dan rintangan haus. Mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap pengaruh aktif persekitaran yang agresif secara kimia. Walau bagaimanapun, getah ini tidak begitu kuat dan elastik. Oleh itu, untuk meningkatkan sifat pemprosesan bahan, ia paling kerap digunakan dalam kombinasi dengan jenis getah nitril konvensional.

Vulkanisasi

Proses pemvulkanan getah butadiena-nitrile dijalankan menggunakan sulfur, serta tiuram, peroksida organik, resin alkilfenol-formaldehid dan sebatian organoklorin. Suhu boleh berbeza dari 140˚ hingga 190˚ Celsius. Semasa proses ini, dataran tinggi pemvulkanan diperhatikan. Peningkatan kandungan NAC menyumbang kepada peningkatan dalam kadar pemvulkanan. Kualiti getah yang terhasil dinilai oleh ciri-ciri yang wujud pada pemvulkan.

Properties

harta BNC ditentukankandungan akrilonitril. Jenis getah ini sangat larut dalam keton, beberapa larutan hidrokarbon dan ester. Hidrokarbon alifatik dan alkohol boleh dikatakan tidak mempunyai kesan ke atas pelarutan getah nitril butadiena. Peningkatan dalam komposisi bahan akrilonitril menyumbang kepada tindakan antara molekul antara rantai polimer: lebih banyak NAA dalam komposisi bahan, semakin tinggi ketumpatan dan suhu peningkatan peralihan kaca. Kandungan NAA yang meningkat mengurangkan sifat dielektrik, mengurangkan tahap keterlarutan dalam pelarut aromatik dan meningkatkan ketahanan terhadap pembengkakan dalam hidrokarbon alifatik.

Bergantung pada perjalanan pempolimeran getah, ia boleh dihasilkan dengan sifat plastoelastik yang berbeza. Mereka boleh menjadi:

• Sangat keras (Defoe kekerasan 21.5 - 27.5 N). Apabila menandakan getah tersebut, huruf “T” ditambah pada namanya.
• Pepejal (Defoe kekerasan 17.5 - 21.5 N).
• Lembut (Defoe kekerasan 7.5 - 11.5 N). Apabila menandakan getah tersebut, huruf “M” ditambah pada namanya.

Untuk NBR yang dihasilkan dengan alkilsulfonat sebagai pengemulsi, huruf "C" ditambah pada penandaan. Contohnya, SKN-26MS ialah getah lembut yang mengandungi NAC terikat 26%, dan pengemulsi alkil sulfonat terbiodegradasi telah digunakan dalam penyediaan.