高温下的耐油性和耐老化性能:丁腈橡胶氢化后**提高了其耐热性和耐热空气老化性,N·Sandland等对NBR,氯磺化聚乙烯(CSM),氯丁橡胶(CR)与HNBR作对比试验,结果如图1、图2所示,NBR,CSM,CR明显不适用于高温(150℃)环境下工作,而HNBR硫化胶则表现出优异的耐油和耐老化性能。在180℃下HNBR试样在液压转向油中浸泡1000h,其断裂伸长变化率低于丙烯酸酯橡胶。以一定温度下伸长率变化小于80%,试样无裂纹作为材料使用寿命的评价标准,过氧化物硫化的HNBR使用寿命为1000h,其工作温度达150℃,而NBR和CR仅为106℃和101℃
物理机械性能:氢化丁腈硫化胶的拉伸强度一般可达30MPa图3,ZSC则高达50MPa以上,高于FKM、NBR、CSM等橡胶,在150℃下的压缩长久变形性能不同程度地优于FKM和氟碳弹性体(TFE/P),而NBR完全不能在150℃下工作。HNBR还具有优异的耐磨性,HNBR与NBR、FKM在150℃石油介质中的磨损试验表明,前者的耐磨性能分别为后两者的2~3和3~4倍。 2、氢化丁腈橡胶具有优异的耐油、耐腐蚀,耐低温、耐高温、耐热氧老化、耐动态疲劳和耐臭氧性能。耐油密封氢化丁晴
HNBR是由丁腈橡胶(NBR)经加氢处理而得到的一种高度饱和的特种弹性体。与NBR相比,HNBR分子结构中含少量或不含碳碳双键,在保持NBR耐油、耐磨等性能的同时,还具备更优异的耐热氧老化(可在150℃下长期工作)、耐臭氧、耐辐射、耐化学介质(对硫化氢具有良好的抗耐性)和良好的动态性能等,是一种综合性能优异的特种橡胶,属国家战略物资。 HNBR还适宜作发电站的各种橡胶密封件,也用作液压管、液压密封、发电站用电缆护套,还可作印刷和织物辊筒、武器部件及航天用密封件、覆盖层、燃油囊等;HNBR胶乳可用作表面涂层、织、纸张、皮革、金属、陶瓷、无纺布纤维用的粘合剂,以及发泡橡胶、浸渍胶乳产品等。此外,用ZnO/MAA,过氧化物、高耐磨炉黑补强的HNBR,其综合性能比普通HNBR要好。 ZN43056全球能够产业化生产HNBR的几家公司均采用溶液法NBR催化加氢的工艺技术。
HNBR的制备 HNBR的制备方法主要有三种:乙烯一丙烯腈共聚法、NBR溶液加氢法和NBR乳液加氢法。丙烯腈一乙烯共聚法制备HNBR时,由于共聚反应中各单体的反应速率差异很大(rAN=0.04,rE=0.8),比较难控制,且所行聚合物性能还不太好,此法尚处于小试研究阶段. NBR的乳液加氢法是利用对甲基磺酰肼热分解产生得到二酰亚胺,它是有效的加氢还原剂,1984年由WideMan***发表了用二酰亚胺作还原剂制备乳液HNBR的工艺,他发现NBR胶乳可在水合肼、氧气或双氧水等氧化剂以及铜、铁等金属离子引发剂的作用下直接生成HNBR。美国GoodYear橡胶轮胎公司的Parker等采用乳液加氢法制得了HNBR胶乳,其配方为(质量份):NBR胶乳: 100g,CuSO4 5H2O: 0.008g,十二烷基***钠: 0.15g,消泡剂,水合肼: 15.6g,H2O2: 16.66g。在反应器中加人NBR胶乳,CuSO4·5H2O,表面活性剂,加热至45~50℃,加入水合肼,然后在以后7h内加完H2O2,并添加消泡剂,恒温搅拌1小时可得HNBR。由于氢化母体(对甲苯磺酰肼)价格昂贵,氢化速率慢,此法尚处于小试阶段。
国内一直没有停止对这方面的工作,例如:云南省教育科学研究院等单位对溶液法丁腈橡胶氢化技术以及偶氨法常压氢化丁腈胶胶乳制取氢化丁腈橡胶等进行了研究,主要还是集中在对新型廉价催化剂的开发和昂贵催化剂的再利用上;北京化工大学的周淑芹等人开发的Rh-Ru双金属单配体催化剂。另外,有人还对NBR加氢具有非常高的活性的铱型均相配位催化剂进行了探索性研究。不可否认,在HNBR的生产技术研究方面,国内应该说是投入了不少力量,为进一步的开发和研究积累了经验和教训。但是目前只有赞南科技公司生产的詹博特®氢化丁腈橡胶(Zhanber® HNBR)形成生产能力,产品正式进入国内以及美国、日本、印度和欧洲等国外市场
詹博特®氢化丁腈橡胶(Zhanber® HNBR)已有11个通用牌号、9个特殊牌号的产品上市,满足了市场应用的需求,其性能与国外同类产品的水平相当。除此之外,赞南科技(上海)有限公司热忱为客户提供个性化服务,可根据特殊行业或者客户的产品要求,在门尼粘度20-130、丙烯腈含量20-50 %、氢化度80-99 %范围内,生产定制詹博特®氢化丁腈橡胶(Zhanber® HNBR)产品。 HNBR的加工性能优于FKM,与普通NBR相似,可以填充较多的填料。
耐化学介质和耐臭氧性能
HNBR在高温下能耐酸、碱和盐,能在强腐蚀性添加剂的润滑油和燃料油介质中工作。在模拟油田深井开采酸性液/气介质环境时(气相:5%H2S、20%CO2、75%CH4,液相:95%柴油、4%水、1%缓蚀剂),由实验曲线可以看出,FKM、TFE/P、NBR均不能承受高温下的酸性介质环境,而HNBR表现出比较好性能。HNBR试样的静态和动态耐臭氧性能测试结果表明,1000小时后试样未出现臭氧裂纹,显示出优异的耐臭氧老化性能
耐寒性:通常丁腈橡胶中腈基含量越高,玻璃化温度也越高,耐寒性变差。HNBR的玻璃化温度除了受腈基含量影响外,还与碘值(氢化率)有关。当丙烯腈含量小于34%时,随氢化率的增加,玻璃化温度上升。而在腈基含量高时,随着氢化率的增加,玻璃化温度变化不明显。由TR试验结果(ASTM D1329)可见(图5),当丙烯腈含量为34%时,随着氢化率增加,TR10值增加,当丙烯腈含量超过40%时,随着氢化率增加,TR10值降低。这种现象产生的原因在于HNBR的结晶化,最近开发的耐寒性HNBR不但能抑止氢化引起玻璃化温度上升,其耐热性也得到改善。 氢化丁腈橡胶耐热性能,耐化学腐蚀性能(对氟利昂、酸、碱的抗耐性),耐臭氧性能,压缩变形性能。ZN35256赞南质量保证
赞南科技主导氢化丁腈橡胶国家标准的编制以及橡胶工业 《原材料与装备简明手册 》氢化丁腈橡胶部分编撰工作。耐油密封氢化丁晴
汽车、高速铁路等地面交通设施领域
同时,为了适应汽车高性能、低能耗、低排放、低噪音与超长使用寿命的要求,汽车燃料油、润滑油、制冷剂等也在不断地改进,其添加剂的成分也随之改变,由此对汽车用橡胶材料也提出了新的研究课题。特别是汽车的发动机和变速箱系统及燃油喷射装置用橡胶部件更为关键,传统的通用橡胶材料已经适应不了新型汽车的性能要求,极大地制约着汽车性能和质量的提高。
HNBR具有优异的耐油性(汽车燃油和发动机油)、耐天候、臭氧性、耐新型制冷剂、耐磨、耐动态疲劳性、耐热(可在170℃的高温下工作)等性能,所以将会在汽车的发动机系统、燃料系统、空调系统、减震系统以及动力传送系统发挥不可替代的作用,表HNBR在汽车中的主要用途。 耐油密封氢化丁晴
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