丁腈橡胶材料的知识

丁腈橡胶是丁二烯与丙烯脯两单体经乳液聚合而得的共聚物，称丁二烯-丙烯腈橡胶，简称丁腈橡胶，代号NBR。

丁腈橡胶品种牌号众多，计有300多个。丁腈橡胶的丙烯腈含量在15-50%的范围，一般多以聚合物中结合丙烯腈量多少来分类，可分为5个系列，即：极高丙烯腈丁腈橡胶 丙烯腈含量43%以上；

高丙烯腈丁腈橡胶 丙烯腈含量36-42%；

中高丙烯腈丁腈橡胶 丙烯腈含量31-35%；

中丙烯腈丁腈橡胶 丙烯腈含量25-30%；

低丙烯腈丁腈橡胶 丙烯腈含量24%以下。

但大量作为商品供应的多为高丙烯腈、中高丙烯腈和低丙烯腈含量的三类系列品种。

按使用性能和应用范围可分为通用型丁腈橡胶和特殊型丁腈。前者指丁二烯-丙烯腈二元共聚物，用途广泛。后者则是引进第三单体的三元共聚物，如羧基丁腈橡胶、聚稳丁腈橡胶、部分交联丁腈橡胶、丁腈酯橡胶，以及氢化丁腈橡胶，丁腈橡胶与聚氯乙烯的共混物等。

从形态上业说，除固体丁腈橡胶（块状、颗粒状）外，还有粉末丁腈橡胶、液体丁腈橡胶和丁腈胶乳（包括羧基丁腈胶乳）等。

各国丁腈橡胶品种牌号标志和含义都有各自的规定，简介于下。

（1）我国兰化公司合成橡胶厂采用NBR与后缀四位数字表示丁腈橡胶品种牌号，前两位表示结合丙烯腈含量的低限值，第4位数字表示门尼粘度低限值的十位数字。例如：NBR1704表示结合丙烯腈含量17-20%，门尼粘度量40-65，污染型高温聚合丁腈橡胶。羧基丁腈橡胶以XNER表示。

（2）美国Goodrich化学公司丁腈橡胶品种牌号由商品名Hycar后缀四位数字组成。前两位数字表示丁腈橡胶的形态：10表示块状，B表示液态，14表示粉末状；第3位数字表示丁腈橡胶的加工使用性能：）表示标准型，1表示易加工型，3表示易溶解型，4表示低温聚合；第4位数字表示结合丙烯腈量：1表示高丙烯腈级，2表示中高丙烯腈级，3表示中丙烯腈级。4表示低丙烯腈级。而后两位数字为72者表示羧基丁腈橡胶。

（3）加拿大POLYSAR公司为KRYNAC后缀三位数字和四位数字两种组合法。前者分800和820两个系列，100和200系列表示羧基丁腈橡胶，后者前两位数字表示结合丙烯腈量，后两位数字表示门尼粘度，中间以点标开，如27.50即表示结合丙烯腈量为27%，门尼粘度为50。

（4）日本瑞翁公司有商品名Nipol后标以DN后缀三位数字和N后缀两位数字两种组合法。DN后缀的三位数中位数字表示结合丙烯腈量：0、1、2、3和4分别表示结合丙烯腈量为极高、高、中高、中和低5个品级，5表示聚氯乙烯共混改性的。N后缀的两位数字中位数字是2-4，表示结合丙烯腈量，数字大者含量低，第二位数字0表示标准型高温聚合，1表示标准型低温聚合，3表示低粘度，对金属不腐蚀型，4表示羧基丁腈橡胶，2表示压出和加工性能良好的丁腈橡胶。

（5）德国BAYER公司商品名PERBUNAN后缀四位数字组成，前两位数字表示结合丙烯腈量，后两位数字表示门尼粘度；后加NS则表示非污染型。

（6）前苏联为CKH后缀两位数字组成，数字表示结合丙烯腈量，后加M表示易加工型。

制法

丁二烯与丙烯腈两单体在乳液中经自由基引发聚合而成的共聚物。聚合温度早期为30～50℃，即高温聚合丁腈橡胶，目前聚合温度多采用5～10℃，即低温聚合丁腈橡胶。高温丁腈橡胶作为传统品种，国内外仍有少量生产。

加工与配合

加工技术与天然橡胶、丁苯橡胶相似。高温丁腈橡胶和高门尼粘度值的丁腈橡胶须经低温塑炼，获得所要求的塑性后进行混炼。塑炼时必须低温，小辊距，小容量，并采取分段塑炼方法，动力消耗较大。低温丁腈橡胶由于凝胶含量低，容易操作，可直接进行混炼。混炼时生热大，须充分冷却辊筒。由于丁腈橡胶塑性较低，胶料收缩大，压出压延较天然橡胶困难，通常压出、压延温度宜低一点。加入部分交联丁腈橡胶或液体丁腈橡胶以取代部分正常丁腈橡胶，可改善工艺。适当配入增塑剂对工艺有帮助。

配合原则与天然橡胶、了苯橡胶相似，采用硫黄促进剂硫化体系，也可用低硫、无硫硫化体系或过氧化物硫化。须加补强填料，喷雾炭黑胶料工艺性能好，硫化胶的物性也好。浅色制品则多用白炭黑、硬质陶土等。其它填料则用以增容，降低成本。因含有极性的腈基，大分子间内聚能较大，因而粘度高、加工性差。加入增塑剂、软化剂可降低粘度，改善工艺性能和硫化胶的低温性能等。

丁腈橡胶可与天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氟橡胶等橡胶和聚氯乙烯、酚醛树脂等树脂并用，改善加工性能和使用性能，并降低成本。

基本特性

（1）因含有极性腈基，对非极性或弱极性的矿物油、动植物油、液体燃料和溶剂等有较高的稳定性。耐油性是其特长，丙烯腈含量愈高耐油性愈好。

（2）耐热性优于天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶，可在空气中1z0c下长期使用。

（3）气密性较好，仅次于丁基橡胶。

（4）耐寒性、耐低温性较差，丙烯腈含量愈高，耐寒性愈差。

（5）因是非结晶性橡胶，生胶强度较低，须配入补强剂，提高结合丙烯腈量有助于增高强度和耐磨性，但弹性下降。

（6）丁腈橡胶的介电性能差一点，属于半导体橡胶。

（7）胶料的耐油性和永久变形的平衡，耐油性与电性能的平衡是重要的。

应用范围

主要用于制作耐油橡胶制品，广泛用于制造密封件、垫片、垫圈等模制品和压出制品，各种橡胶胶辊、耐油胶管、工业用品和粘合剂等等。

羧基丁腈橡胶（Carboxylated acrylonitrile hutadiene rubber， Carboxylated nitrile rubber）

制法

羧基丁腈橡胶是丁二烯、丙烯腈和有机酸（丙烯酸或甲基丙烯酸）三元共聚合而制得的。聚合物中丁二烯链段赋予弹性和耐寒性，丙烯腈链段赋予耐油性。引进羧基增加了极性，进一步提高耐油性，同时给予橡胶高强度，改进耐磨性和撕裂强度，且具有好的粘着性和耐者化性，属特种丁腈橡胶之一，以调NBR表示。采用乳液共聚合方法，聚合温度10～30C。

加工与配合

由于引进羧基，极性高，加快了硫化速度，胶料易焦烧。可以用硫黄促进剂硫化，也可用多价金属氧化物硫化。炭黑不宜加入过多，否则会增加胶料硬度和压缩永久变形。增塑剂宜选用挥发性小且不易抽出的，如聚酯类、液体丁腈橡胶等。可与聚氯乙烯或酚醛树脂并用以改进其加工性能和物理性能。

基本特性

（1）硫化速度比丁腈橡胶快，易焦烧。

（2）纯胶配合显示高的拉伸强度。

（3）硫化胶的耐热性、耐磨耗性好。

（4）与酚醛树脂相容性好。

（5）粘性好。

应用范围

主要用于胶管、密封件、垫圈、油封、各种模型制品和粘合剂等。