مطاط النتريل بوتادين: الخصائص ، الإنتاج ، التطبيق

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

مطاط النتريل بوتادين (NBR) هو المادة الخام الرئيسية لإنتاج أنواع مختلفة من المطاط بمتانة مثالية. إنها مادة بوليمرية صناعية يتم الحصول عليها عن طريق البلمرة المشتركة للبوتادين مع الأكريلونيتريل (NAC). يمكن أن يطلق عليه نيتريل ، ديفينيل-نتريل ، بوتادين-أكريلونيتريل مطاط أو بوتاكريل. في التعيين الدولي ، تمت تسمية هذه المادة NBR (مطاط النتريل بوتادين) ، في التسمية المحلية - SKN (المطاط الصناعي النتريل).

حيثما ينطبق

غالبًا ما يستخدم هذا النوع من المطاط في تلك الصناعات حيث تكون المقاومة المثلى للمنتجات المطاطية للبيئات العدوانية كيميائيًا مهمة. تعتبر خصائص مطاط البوتادين - النتريل ذات أهمية كبيرة مثل المرونة العالية والتشوه الدائم الصغير. هذه المواد على نطاق واسعتستخدم في إنتاج العناصر المطاطية التي لها اتصال مباشر بالمواد النشطة كيميائيًا - يمكن أن تكون جميع أنواع الأختام وأختام الزيت والمعوضات المطاطية وخراطيم الوقود والزيت وأحزمة القيادة وخزانات الوقود للسيارات وصناعات الطيران والنفط وطباعة الأوفست أطباق ومنتجات أخرى.

المنتجات التي تعتمد على هذا المطاط لا تنتفخ في السوائل الزيتية ومضادات التجمد والماء. من بعض أنواع هذه المواد ، يتم تصنيع غمد الأسلاك الكهربائية والقفازات المطاطية ، والتي تتمتع بقوة خاصة ومقاومة للتآكل. يتم استخدامه في إنتاج مختلف المواد اللاصقة ومانعات التسرب ورغوة البولي يوريثان. المطاط هو الأساس في إنتاج المواد اللاصقة.

متى وأين أتى هذا المطاط؟

تم تسجيل الحصول على مطاط البوتادين - النتريل في عام 1934 في ألمانيا. في ذلك الوقت ، ابتكر العلماء الألمان مادة فريدة في خصائصها وحصلوا على براءة اختراع لها تحت اسم Buna-N. خلال الحرب العالمية الثانية ، كان الطلب على المواد الجديدة مرتفعًا في الصناعة العسكرية.

بسبب نقص المواد الخام الطبيعية ، أطلقت القيادة العليا للولايات المتحدة برنامجًا خاصًا يتضمن التطوير النشط لإنتاج مطاط البوتادين - النتريل وأنواع أخرى من المواد الخام الاصطناعية للسلع المطاطية. المواد المنتجة في إطار هذا البرنامج كانت تسمى GR-N. حتى الآن ، أصبح BNR أحد أكثر أنواع المطاط رواجًا للأغراض الخاصة. صنع في أكثر من 20 دولة حول العالم.

إنتاج NBR

يتم الحصول على هذا النوع من المواد عن طريق البلمرة البناءة في مستحلب مائي. تتم العملية في درجات حرارة عالية ومنخفضة. المونومرات الرئيسية لإنتاجها هي بوتادين -1 ، 3 وحمض أكريليك نتريل (NAC) ، ممزوجين بنسب معينة. هذه المواد لا تعتمد على درجة الحرارة. مع الأخذ في الاعتبار قوانين البلمرة المشتركة العشوائية ، تجدر الإشارة إلى أن هذا الترادف من المونومرات يجب أن يكون له خصائص التركيبة الأزيوتروبية التي تحتوي على حوالي 40٪ أكريلونيتريل في خليط من المونومرات.

في إنتاج هذا النوع من المطاط ، هناك حاجة لتنقية أكثر اكتمالاً أثناء تخثر المستحلبات المستخدمة في البلمرة. في المطاط الصناعي ، يُسمح بكمية صغيرة من الرماد والشوائب المعدنية والمتطايرة (لا تزيد عن 1 ٪). يمكن تحميلها بمضادات الأكسدة غير القابلة للبقع أو البقع.

ما هو BNK

في بلدنا ، يتم إنتاج أنواع المطاط مثل مطاط النتريل 18 (SKN-18) ومطاط النتريل بوتادين 26 (SKN-26) ومطاط النتريل بوتادين 40 (SKN-40). يوضح المؤشر العددي في الدرجات عدد وحدات الأكريلونيتريل في البوليمرات. يمكن أن تحتوي على 18٪ ، 26٪ أو 40٪ أكريلونيتريل ، على التوالي.

تغيير عدد المكونات المكونة ، يمكنك تحقيق خصائص مختلفة للمادة الناتجة. اعتمادًا على نسبة الأكريلونيتريل ، الخصائصيمكن أن تختلف المطاط في الصلابة ، واللزوجة ، ومقاومة الزيت والبنزين. تؤثر النسبة المئوية لـ NAC على التأثير بين الجزيئات للوحدات الهيكلية. هذا هو العامل الذي يؤثر على استخدام مطاط النتريل بوتادين في مناطق معينة من الاقتصاد الوطني. ومع ذلك ، يتم استخدامه كمادة خام لتصنيع مجموعة كبيرة من منتجات المطاط الصناعي.

عيوب مادية

على الرغم من حقيقة أن منتجات المطاط المصنوعة مع إضافة BNR لديها مجموعة كاملة من الأداء الممتاز (قوة شد عالية وليونة ، استطالة نسبية ، مقاومة التمزق والتآكل ، مقاومة ممتازة للزيت والبنزين) ، هذه المواد وبعض عيوب

ظروف التشغيل الأكثر صرامة المرتبطة بزيادة سرعة الآليات ونقص زيت التبريد ، تؤدي إلى حقيقة أن العناصر المطاطية يمكن أن تعمل فقط في درجات حرارة تصل إلى +150 درجة. عندما ترتفع درجة حرارة التشغيل فوق هذه القيمة ، تحدث الهيكلة ، ثم يتم تدمير المطاط الذي تم إنشاؤه على أساس NBR. بمعنى آخر ، يصبح المطاط المسخن صلبًا وهشًا.

التعرض لدرجات حرارة منخفضة له أيضًا تأثير سلبي على منتجات المطاط ، والتي كانت تستخدم في إنتاج مطاط النتريل. تعتبر درجة حرارة التشغيل المثلى بالنسبة لهم لا تقل عن -35 درجة مئوية.

تعديلات المطاط الحديثة

لإنشاء منتجات المطاط معمجموعة فريدة من الخصائص ، يتم استخدام تعديلات أكثر حداثة من المطاط. يعتبر المطاط المهدرج من النتريل بوتادين أحد التطورات الواعدة في التعديل. لديهم خصائص معالجة ممتازة في أنواع مختلفة من إنتاج المطاط.

المطاط المصنوع على أساس المطاط المعدل بالبولي فينيل كلوريد يعطي أداءً أكثر ثباتًا في مقاومة التآكل في الطقس (حتى -50 درجة) ودرجة حرارة تشغيل قصوى تصل إلى +160 درجة. إنه متفوق بشكل كبير على المنتجات المصنوعة على أساس مطاط النتريل من حيث مقاومة التمزق ومقاومة التآكل. يتمتع بمقاومة ممتازة للتأثير النشط للبيئات العدوانية كيميائيًا. ومع ذلك ، فإن هذا المطاط ليس قويًا ومرنًا. لذلك ، من أجل تحسين خصائص معالجة المواد ، يتم استخدامه غالبًا مع الأنواع التقليدية من مطاط النتريل.

الفلكنة

تتم عملية الفلكنة لمطاط البوتادين - النتريل باستخدام الكبريت ، وكذلك الثيورام ، والأكسيدات الفوقية العضوية ، وراتنجات ألكيل فينول- فورمالدهايد ، ومركبات الكلور العضوي. يمكن أن تتراوح درجة الحرارة من 140 درجة مئوية إلى 190 درجة مئوية. خلال هذه العملية ، لوحظ وجود هضبة كبيرة من الفلكنة. يساهم المحتوى المتزايد لـ NAC في زيادة معدل الفلكنة. يتم تقييم جودة المطاط الناتج من خلال الخصائص الكامنة في الفلكنة.

خصائص

يتم تحديد خصائص BNCمحتوى الأكريلونيتريل. هذا النوع من المطاط قابل للذوبان بدرجة عالية في الكيتونات وبعض المحاليل الهيدروكربونية والإسترات. ليس للهيدروكربونات الأليفاتية والكحول أي تأثير عمليًا على تفكك مطاط النتريل بوتادين. تساهم الزيادة في تكوين مادة الأكريلونيتريل في العمل بين الجزيئات بين سلاسل البوليمر: فكلما زاد NAA في تكوين المادة ، زادت كثافة ودرجة حرارة التزجج. المحتوى المتزايد من NAA يقلل من الخصائص العازلة ، ويقلل من درجة الذوبان في المذيبات العطرية ويزيد من مقاومة الانتفاخ في الهيدروكربونات الأليفاتية.

اعتمادًا على مسار بلمرة المطاط ، يمكن إنتاجه بخصائص مختلفة من اللدائن البلاستيكية. يمكن أن تكون:

• صعب جدًا (صلابة ديفو 21.5 - 27.5 نيوتن). عند تعليم هذا المطاط يضاف الحرف "T" إلى اسمه.
• صلب (صلابة ديفو 17.5 - 21.5 نيوتن).
• ناعم (صلابة ديفو 7.5 - 11.5 نيوتن). عند تعليم هذا المطاط يضاف الحرف "M" إلى اسمه.

بالنسبة لـ NBRs المصنعة مع alkylsulfonates كمستحلبات ، يضاف الحرف "C" إلى العلامة. على سبيل المثال ، SKN-26MS عبارة عن مطاط ناعم يحتوي على 26 ٪ مرتبط بـ NAC ، وتم استخدام مستحلب ألكيل سلفونات قابل للتحلل في التحضير.