什么是NBR，分類品種、結構特點
一、NBR是什么
丁腈橡膠( nitrile rubber,NBR)是由丁二烯( butadiene)和丙烯腈( acrylonitrile)兩種單體經乳液或溶液緊合而制得的一種高分子單性體。目前,工業上所使用的NBR大都是由乳液法制得的普通NBR。圖2-17為蘭州石化產NBR3305。20世紀60年代后期,出現了以溶液法聚合的交替共聚NBR,由于結構規整,能夠拉伸結晶,使拉伸強度、抗裂口展開性能及抗蠕變撕裂性能等都得到了提高。
二、NBR的分類品種
乳緊NBR種類繁多,通常依據丙烯腈含量、門尼黏度、聚合溫度等分為幾十個品種。根據用途不同又可分為通用型和特種型兩大類,其中特種型包括羧基丁腈橡膠(XNBR)、部分交聯型丁腈橡膠、丁腈和聚氯乙烯共沉膠、液體丁腈橡膠以及氫化丁腈橡膠(HNBR)等。通常,NBR依據丙烯腈含量可分成以下五種類型,見表2-12。時每個等級的NBR,一般可根據門尼黏度值的高低分成若干牌號。門尼黏度值低的(45左右),加工性能良好,可不經煉直接混煉,但力學性能,如強度、回彈性、壓縮永久變形等則比同等級門尼貼度值高的稍差;而門尼黏度值高的,則必須塑煉,方可混煉。按聚合溫度可將NBR分為:熱聚NBR(聚合溫度25~50C)和冷聚NBR(聚合溫度5~20て)兩種。熱聚NBR的加工性能較差,表現為可塑性獲得較難,吃粉也較慢。而冷聚NBR,由于聚合溫度的降低,提高了反式-1,4結構的含量,凝膠含量和歧化程度得到降低,從而使加工性能得到改善,表現為加工時動力消耗較低,吃粉較快壓延、壓出半成品表面光滑,尺寸較穩定,在溶劑的溶解性能較好并且還提高了力學性能國產NBR的牌號通常以四位數字表示,其中,前兩位數字表示丙烯腈含量低限值,第三位數字表示聚合條件和污染性(見表2-13),第四位數字表示門尼黏度十位數低限值。如NBR2626,表示丙烯量含量為26%~30%,是軟丁腈橡膠,門尼黏度為65~80;NBR3606,表示丙烯腈含量為36%~40%,是硬丁腈橡膠,有污染性,門尼黏度為65~79。
三、NBR的結構特點
乳液聚合法所制得的普通NBR分子結構為ECH: CH=CH-CH, x FCH2 CH, CH CH其中,丁二烯鏈節以反式1,4結構為主,還有順式1,4結構和1,2結構,如在28C下聚合制得的含28%結合丙烯腈的橡膠,其微觀結構為:丁二烯順式-1,4結構含量為12.4%,反式-1,4結構含量為77.6%,1,2結構含量為10%。由于丁二烯和丙烯無規共聚,分子結構不規整,是非結晶型橡膠;由于分子鏈上引入了強極性的氰基團,而成為極性橡膠,且丙烯腈含量越高,極性越強,分子間作用力越大,分子鏈柔性也越差;因分子鏈上存在雙鍵是不飽和橡膠,但雙鍵數目隨丙烯腈含量的提高而減少,即不飽和程度隨丙烯腈含量的提高而下降。