Бутадиен-нитрильные каучуки (БНК)

Каучуки БНКС – это основное сырьё, используемое при производстве резины с необходимыми физико-химическими свойствами и параметрами упругости. Синтетический полимерный материал получается методом совмещённой полимеризации бутадиена и акрилонитрилона. Часто бутадиен-нитрилевые каучуки называют дивинил-нитрильными. В международной системе обозначений сырьё маркируется как NBR.

Структура и состав

Нитрильный каучук содержит бутадиеновые звенья, а их количественное содержание зависит от типа и числа активаторов и катализаторов, используемых при изготовлении. В состав вводится до 50 % нитрила акриловой кислоты. Нитрил бутадиен каучук, предназначенный для продажи, может содержать до 1 % минеральных веществ.

Виды

В состав семейства Nitrile rubber входят:

• гидрированные нитрилкаучуки;
• карбоксилатные каучуки.

Материалы отличаются исключительно механическими свойствами и незначительными отклонениями в химическом составе.

Химические свойства

Нитрильная резина хорошо растворяется в большинстве химических жидкостей: анилине, эфирах, ацетоне, хлороформе. Более сложные реакции происходят при контакте со спиртами и гексанами. Чем выше содержание нитрильных групп, тем лучше стойкость материала к воздействию растворителей. Это качество используется при производстве бутадиен нитрильного каучука.

Вместе с этим БНК активно окисляются под действием кислорода. Повысить стабильность можно увеличением нитрильных структур.

Физические свойства

К основным физическим свойствам нитрилкаучуков относятся пластичность по Дефо, содержание НАК и содержание бутадиена. Эти параметры могут различаться в зависимости от марки бутадиенакрилонитрильный каучук. Так, пластичность практически одинакова для СКН-18, 26 и 40. А самым большим содержанием НАК обладают каучуки СКН-40. Параметр составляет 36-40 %.

Вулканизация

Бутадиен нитрильный латекс способен вулканизироваться при активном включении органических пероксидов, хлорорганических соединений и алкифенолов. Процесс выполняется в течение 60 минут при средней температуре 1500 С. Вулканизация необходима лишь для улучшения физических свойств. Материал приобретает более прочную полимерную решётку и получает дополнительную упругость.

Технологическая схема и технология получения

БНК получаются в результате процесса сополимеризации в водных растворах под воздействием персульфата калия. Полимеризация может происходить при высокой или низкой температуре. Низкотемпературный процесс более дорогостоящ, т.к. требует качественной и эффективной системы охлаждения.

В качестве окислителей реакций применяется преимущественно гидропероксиды, для восстановления реакции используются свободные ионы металла.

Где применяют бутадиен-нитрильные каучуки

Бутадиен-нитрильные каучуки используются в тех отраслях промышленности и производства, в которых необходимо обеспечить высокую устойчивость изделий к воздействию активных химических компонентов. Элементы машин и механизмов, изготовленные из нитрильного каучука, быстро восстанавливают первоначальную форму после снятия нагрузки, практически не имеют остаточной деформации. Их используют для изготовления уплотнительных колец для:

• топливных и масляных насосов;
• резиновых компенсаторов;
• фильтров компрессоров, ДВС, топливных баков.

Бутадиен нитрильный каучук входит в состав приводных ремней ГРМ, используемых при сборке бензиновых и дизельных двигателей.

Государственные стандарты

Требования к бутадиен-нитрильным каучукам определяются государственным стандартом ГОСТ Р 54556-2011. Он устанавливает режимы смешивания, рецептуру производства, содержание ингредиентов и методику испытаний сырья.

В соответствие с документом допускается изготовление семи в вальцах или микросмесителях, при этом все компоненты взвешиваются с точностью до 0,01 г. Отдельные компоненты, вводимые в качестве присадок, добавляются с точностью до 0,001 г.

Стандартом регулируется точное процентное содержание цинка, стеариновой кислоты, технического печного углерода.

Порядок подготовки проб и их отбора для лабораторных испытаний устанавливается требованиями ГОСТ Р 54549.