2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27
Le caoutchouc nitrile butadiène (NBR) est la principale matière première pour la production de différents types de caoutchouc avec une durabilité optimale. C'est un matériau polymère synthétique obtenu par copolymérisation du butadiène avec l'acrylonitrile (NAC). Il peut être appelé caoutchouc nitrile, divinyl-nitrile, butadiène-acrylonitrile ou butacryle. Dans la désignation internationale, ce matériau est étiqueté NBR (caoutchouc nitrile-butadiène), dans la désignation nationale - SKN (caoutchouc synthétique nitrile).
Le cas échéant
Ce type de caoutchouc est le plus souvent utilisé dans les industries où la résistance optimale des produits en caoutchouc aux environnements chimiquement agressifs est importante. Les propriétés du caoutchouc butadiène-nitrile telles qu'une élasticité élevée et une faible déformation permanente sont d'une grande importance. Ce matériau est largementutilisé dans la production d'éléments en caoutchouc en contact direct avec des matériaux chimiquement actifs - il peut s'agir de toutes sortes de joints, joints d'huile, compensateurs en caoutchouc, tuyaux de carburant et d'huile, courroies d'entraînement, réservoirs de carburant pour voitures, industries aéronautique et pétrolière, impression offset assiettes et autres produits.
Les produits à base de ce caoutchouc ne gonflent pas dans les liquides huileux, l'antigel et l'eau. À partir de certains types de ces matériaux, la gaine du câblage électrique et des gants en caoutchouc sont fabriqués, qui ont une résistance et une résistance à l'usure particulières. Il est utilisé dans la production de divers adhésifs, mastics et mousse de polyuréthane. Le caoutchouc est à la base de la production d'adhésifs.
Quand et d'où vient ce caoutchouc ?
L'obtention de caoutchouc butadiène-nitrile a été enregistrée en 1934 en Allemagne. À cette époque, des scientifiques allemands ont créé un matériau unique dans ses propriétés et l'ont breveté sous le nom de Buna-N. Pendant la Seconde Guerre mondiale, le nouveau matériau était très demandé dans l'industrie militaire.
En raison du manque de matières premières naturelles, la haute direction américaine a lancé un programme spécial impliquant le développement actif de la production de caoutchouc butadiène-nitrile et d'autres types de matières premières synthétiques pour les produits en caoutchouc. Le matériel produit dans le cadre de ce programme s'appelait GR-N. À ce jour, BNR est devenu l'un des caoutchoucs spéciaux les plus recherchés. Il est fabriqué dans plus de 20 pays à travers le monde.
Production NBR
Ce type de matériau est obtenu par polymérisation constructive en émulsion aqueuse. Le processus est effectué à la fois à haute et à basse température. Les principaux monomères pour leur production sont le butadiène-1, 3 et le nitrile d'acide acrylique (NAC), mélangés dans une certaine proportion. Ces substances ne dépendent pas de la température. Compte tenu des lois de la copolymérisation aléatoire, il convient de noter que ce tandem de monomères doit avoir les propriétés d'une composition azéotropique contenant environ 40 % d'acrylonitrile dans un mélange de monomères.
Dans la production de ce type de caoutchouc, il est nécessaire de procéder à une purification plus complète lors de la coagulation des émulsifiants utilisés pour la polymérisation. Dans les caoutchoucs fabriqués, une petite quantité de cendres, d'impuretés minérales et volatiles (pas plus de 1%) est autorisée. Ils peuvent être chargés d'antioxydants colorables ou non.
Qu'est-ce que BNK
Dans notre pays, des caoutchoucs de types tels que le caoutchouc nitrile-18 (SKN-18), le caoutchouc nitrile-butadiène-26 (SKN-26) et le caoutchouc nitrile butadiène-40 (SKN-40) sont produits. L'indicateur numérique en grades indique le nombre d'unités d'acrylonitrile dans les polymères. Ils peuvent contenir respectivement 18 %, 26 % ou 40 % d'acrylonitrile.
En modifiant le nombre d'ingrédients constitutifs, vous pouvez obtenir différentes propriétés du matériau résultant. Selon le pourcentage d'acrylonitrile, les propriétésles caoutchoucs peuvent varier en dureté, viscosité, résistance à l'huile et à l'essence. Le pourcentage de NAC affecte l'effet intermoléculaire des unités structurelles. C'est ce facteur qui affecte l'utilisation du caoutchouc nitrile butadiène dans certains secteurs de l'économie nationale. Néanmoins, il est utilisé comme matière première pour la fabrication d'une vaste gamme de produits industriels en caoutchouc.
Imperfections matérielles
Malgré le fait que les produits en caoutchouc fabriqués avec l'ajout de BNR ont toute une gamme d'excellentes performances (résistance à la traction et ductilité élevées, allongement relatif, résistance à la déchirure et à l'abrasion, excellente résistance à l'huile et à l'essence), ce matériau et certains défauts.
Des conditions de fonctionnement plus difficiles associées à une augmentation de la vitesse des mécanismes et à un manque d'huile de refroidissement, conduisent au fait que les éléments en caoutchouc ne peuvent fonctionner qu'à des températures allant jusqu'à +150 degrés. Lorsque la température de fonctionnement dépasse cette valeur, il se produit une structuration, puis la destruction des caoutchoucs créés à base de NBR. En d'autres termes, le caoutchouc chauffé devient dur et cassant.
L'exposition aux basses températures a également un effet négatif sur les produits en caoutchouc, qui ont été utilisés dans la production de caoutchouc nitrile. La température de fonctionnement optimale pour eux est considérée comme non inférieure à -35˚С.
Modifications modernes du caoutchouc
Pour créer des produits en caoutchouc avecun ensemble unique de propriétés, des modifications plus modernes des caoutchoucs sont utilisées. Les caoutchoucs nitrile butadiène hydrogénés sont considérés comme l'un des développements prometteurs en matière de modification. Ils ont d'excellentes propriétés de traitement dans divers types de production de caoutchouc.
Le caoutchouc fabriqué à base de caoutchoucs modifiés au chlorure de polyvinyle offre des performances plus stables en termes de résistance à l'usure (jusqu'à -50 degrés) et de température de fonctionnement extrême jusqu'à +160 degrés. Il est nettement supérieur aux produits fabriqués à base de caoutchoucs nitriles en termes de résistance à la déchirure et de résistance à l'usure. A une excellente résistance à l'influence active des environnements chimiquement agressifs. Cependant, ce caoutchouc n'est pas si solide et élastique. Par conséquent, afin d'améliorer les propriétés de traitement du matériau, il est le plus souvent utilisé en combinaison avec des types conventionnels de caoutchoucs nitriles.
Vulcanisation
Le processus de vulcanisation des caoutchoucs butadiène-nitrile est réalisé à l'aide de soufre, ainsi que de thiurame, de peroxydes organiques, de résines alkylphénol-formaldéhyde et de composés organochlorés. La température peut varier de 140˚ à 190˚ Celsius. Au cours de ce processus, un grand plateau de vulcanisation est observé. L'augmentation de la teneur en NAC contribue à une augmentation du taux de vulcanisation. La qualité des caoutchoucs obtenus est évaluée par les caractéristiques inhérentes aux vulcanisateurs.
Propriétés
Les propriétés BNC sont déterminéesteneur en acrylonitrile. Ce type de caoutchouc est très soluble dans les cétones, certaines solutions d'hydrocarbures et les esters. Les hydrocarbures aliphatiques et l'alcool n'ont pratiquement aucun effet sur la dissolution des caoutchoucs nitrile butadiène. Une augmentation de la composition du matériau acrylonitrile contribue à l'action intermoléculaire entre les chaînes polymères: plus il y a de NAA dans la composition du matériau, plus la densité et la température de transition vitreuse augmentent. Une teneur accrue en NAA réduit les propriétés diélectriques, réduit le degré de solubilité dans les solvants aromatiques et augmente la résistance au gonflement dans les hydrocarbures aliphatiques.
Selon le cours de polymérisation du caoutchouc, il peut être produit avec différentes propriétés plastoélastiques. Ils peuvent être:
- Très dur (dureté Defoe 21,5 - 27,5 N). Lors du marquage d'un tel caoutchouc, la lettre "T" est ajoutée à son nom.
- Solide (dureté Defoe 17,5 - 21,5 N).
- Doux (dureté Defoe 7,5 - 11,5 N). Lors du marquage d'un tel caoutchouc, la lettre "M" est ajoutée à son nom.
Pour les NBR fabriqués avec des alkylsulfonates comme émulsifiants, la lettre "C" est ajoutée au marquage. Par exemple, le SKN-26MS est un caoutchouc souple qui contient 26 % de NAC lié, et un émulsifiant alkylsulfonate biodégradable a été utilisé dans la préparation.
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