什么是NBR，分类品种、结构特点
一、NBR是什么
丁腈橡胶( nitrile rubber,NBR)是由丁二烯( butadiene)和丙烯腈( acrylonitrile)两种单体经乳液或溶液緊合而制得的一种高分子单性体。目前,工业上所使用的NBR大都是由乳液法制得的普通NBR。图2-17为兰州石化产NBR3305。20世纪60年代后期,出现了以溶液法聚合的交替共聚NBR,由于结构规整,能够拉伸结晶,使拉伸强度、抗裂口展开性能及抗蠕变撕裂性能等都得到了提高。
二、NBR的分类品种
乳緊NBR种类繁多,通常依据丙烯腈含量、门尼黏度、聚合温度等分为几十个品种。根据用途不同又可分为通用型和特种型两大类,其中特种型包括羧基丁腈橡胶(XNBR)、部分交联型丁腈橡胶、丁腈和聚氯乙烯共沉胶、液体丁腈橡胶以及氢化丁腈橡胶(HNBR)等。通常,NBR依据丙烯腈含量可分成以下五种类型,见表2-12。时每个等级的NBR,一般可根据门尼黏度值的高低分成若干牌号。门尼黏度值低的(45左右),加工性能良好,可不经炼直接混炼,但力学性能,如强度、回弹性、压缩永久变形等则比同等级门尼贴度值高的稍差;而门尼黏度值高的,则必须塑炼,方可混炼。按聚合温度可将NBR分为:热聚NBR(聚合温度25~50C)和冷聚NBR(聚合温度5~20て)两种。热聚NBR的加工性能较差,表现为可塑性获得较难,吃粉也較慢。而冷聚NBR,由于聚合温度的降低,提高了反式-1,4结构的含量,凝胶含量和歧化程度得到降低,从而使加工性能得到改善,表现为加工时动力消耗较低,吃粉较快压延、压出半成品表面光滑,尺寸较稳定,在溶剂的溶解性能较好并且还提高了力学性能国产NBR的牌号通常以四位数字表示,其中,前两位数字表示丙烯腈含量低限值,第三位数字表示聚合条件和污染性(见表2-13),第四位数字表示门尼黏度十位数低限值。如NBR2626,表示丙烯量含量为26%~30%,是软丁腈橡胶,门尼黏度为65~80;NBR3606,表示丙烯腈含量为36%~40%,是硬丁腈橡胶,有污染性,门尼黏度为65~79。
三、NBR的结构特点
乳液聚合法所制得的普通NBR分子结构为ECH: CH=CH-CH, x FCH2 CH, CH CH其中,丁二烯链节以反式1,4结构为主,还有顺式1,4结构和1,2结构,如在28C下聚合制得的含28%结合丙烯腈的橡胶,其微观结构为:丁二烯顺式-1,4结构含量为12.4%,反式-1,4结构含量为77.6%,1,2结构含量为10%。由于丁二烯和丙烯无规共聚,分子结构不规整,是非结晶型橡胶;由于分子链上引入了强极性的氰基团,而成为极性橡胶,且丙烯腈含量越高,极性越强,分子间作用力越大,分子链柔性也越差;因分子链上存在双键是不饱和橡胶,但双键数目随丙烯腈含量的提高而减少,即不饱和程度随丙烯腈含量的提高而下降。