химический каталог




БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ (бутадиен-акрилонитрильные каучуки, дивинил-нитрильные каучуки, нитрильные каучуки, БНК, СКН, бреон, бутакрил, бутапрен, крайнак, NBR, нипол N, пербунан N, тербан, хайкар, хемигум, тербан), сополимеры бутадиена с акрилонитрилом общей формулы

Структура и свойства каучуков. В макромолекуле БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. большинство бутадиеновых звеньев присоединено в положениях 1,4 (ок. 80% этих звеньев имеют транс-конфигурацию), ~ 10% - в положениях 1,2. Акрилонитрильные звенья распределены в макромолекуле нерегулярно; среднее их содержание для БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. различные типов составляет 17-52%. Вследствие нерегулярности строения БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. не склонны к кристаллизации.

Среднемассовая молекулярная масса отечественных каучуков составляет 250-350 тыс. (по данным седиментационного анализа БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к., свободного от микрогеля); индекс полидисперсности= 3-7 (-среднечисловая молекулярная масса). Макромолекулы каучука характеризуются значительной длинноцепочечной разветвленностью. БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. растворяются в кетонах, этилацетате, хлороформе, сополимеры с небольшим содержанием акрилонитрильных звеньев - также в толуоле и бензоле. Многие физических свойства каучуков существенно зависят от содержания в них акрилонитрильных звеньев (табл. 1).

Табл. 1. - ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ АКРИЛОНИТРИЛЬНЫХ ЗВЕНЬЕВ
БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. реагируют с О2, Cl2, по двойным связям - с меркаптанами, подвергаются избирательному каталитических гидрированию по двойным связям. Нестабилизированные каучуки быстро разрушаются, особенно в присутствии примесей соединений переходных металлов. При нагревании и действии ионизирующих излучений БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. структурируются, ок. 430 °С они разлагаются с выделением HCN. наиболее радиационностойки каучуки с ~ 40% акрилонитрильных звеньев. БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. стабилизируют обычными окрашивающими или неокрашивающими антиоксидантами, например М-фенил-2-нафтиламином или 2,4,6-три-трет-бутилфенолом (1-3% от массы каучука).

Получение каучуков, их модификации. Б.-н. к. синтезируют радикальной сополимеризацией мономеров в водной эмульсии при 5°С ("холодная полимеризация") или 30°С ("горячая полимеризация") в присутствии эмульгатора, например алкилсульфоната Na или Na-соли дибутилнафталинсульфокислоты, и регулятора молекулярной массы, например тррет-додецилмеркаптана или диизопропилксантогендисульфида. В качестве инициатора полимеризации применяют окислит.-восстано-вит. систему, например K2S2O8 и триэтаноламин. Степень превращения мономеров составляет обычно 70-80%. После обрыва полимеризации (например, при помощи гидрохинона), введения в латекс антиоксидантов и отгонки непрореагировавших мономеров каучук коагулируют, промывают водой и сушат. Цвет БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. от светло-желтого до темно-коричневого; содержание в них примесей (остатков эмульгаторов, влаги и др.) до 5%. Выпускные формы - брикеты, смотанная в рулоны лента, пластины, листы, крошка, гранулы, порошки.

В пром. масштабах выпускают композиции БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. с ПВХ (обычно в соотношении 70:30 или 50:50), на основе которых получают озоно-, износо- и огнестойкие изделия. Существуют также др. разновидности этих каучуков: жидкие; пластифицированные диоктилфталатом; с невымываемым антиоксидантом сильно структурированные сополимеры бутадиена, акрилонитрила и 1-2% дивинилбензола; содержащие в макромолекуле 1,5-5% звеньев метакриловой кислоты. К нитрильным каучукам относят также выпускаемые в промышлености сополимеры изопрена с акрилонитрилом, тройные сополимеры бутадиена, акрилонитрила и 2-циан-этилметакрилата, а также высоконасыщенный гидрированный нитрильный эластомер. Описаны сополимеры с регулярно чередующимися звеньями бутадиена и акрилонитрила (так называемой альтернантные, или чередующиеся, каучуки), которые получают каталитических сополимеризацией в растворе или суспензии.

Технологические характеристики каучуков. Резиновые смеси. Вязкость по Муни (100°С) отечественных каучуков составляет 50-70 или 90-130 (соответственно "мягкие" и "жесткие" каучуки). Для большинства типов зарубежных каучуков и их композиций с ПВХ этот показатель лежит в пределах 40-90. Перерабатывают Б.-н. к. на обычном оборудовании резиновых заводов (вальцах, смесителях, каландрах, экструдерах), изделия вулканизуют при 140-160°С в прессах, котлах и др. "Жесткие" каучуки перед введением в них ингредиентов пластицируют. БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. технологически совместимы с др. каучуками, например бутадиеновыми, бутадиен-стирольными, полисульфидными, а также с феноло-формальд. смолами и др. Для их вулканизации применяют серу, тетраметилтиурамдисулъфид (при получении теплостойких резин); ускорителями вулканизации служат, как правило, N-циклогексилбензотиазол-2-сульфенамид (сульфенамид Ц), ди (2-бензотиазолилдисульфид), 2-меркаптобензотиазол. В качестве наполнителей резиновых смесей используют техн. углерод (сажу), мел, каолин, SiO2 и др., в качестве пластификаторов - главным образом сложные эфиры (фталаты, себацинаты), а также канифоль, инден-кумароновые и феноло-формальд. смолы. Общее содержание ингредиентов может изменяться в пределах 50-150 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука.

Свойства вулканизатов. наиболее важное свойство резин на основе БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. - стойкость к действию агрессивных сред (бензина, керосина, мазута, смазочных масел, растит. и животных жиров, а также глицерина, этиленгликоля, формальдегида, морской воды, разбавленый H2SO4 и НCl). Резины, содержащие активные наполнители, характеризуются высокими прочностными свойствами, износостойкостью, сопротивлением тепловому старению (табл. 2). Бензо- и маслостойкость резин, а также многие др. их свойства улучшаются с увеличением содержания в БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. акрилонитрильных звеньев. При гидрировании Б.-н. к. резко возрастает теплостойкость резин.

Вулканизаты пригодны для эксплуатации при температурах до 120-130°С, а полученные на основе каучуков спец. типов с применением CdO в качестве активатора вулканизации - до 150-160 °С

Газо- и водопроницаемость резин из БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. значительно ниже, чем резин из неполярных каучуков (изопреновых, бутадиеновых, бутадиен-стирольных). Газопроницаемость тем меньше, чем больше содержание в каучуке акрилонитрильных звеньев, например, коэффициент газопроницаемости [в м2/(Па*с); 25°С] ненаполненных вулканизатов бутадиеннитрильных каучуков с содержанием акрилонитрильных звеньев 27 и 39% составляют соответственно 2,9*10-17 и 0,73*10-17 2), 0,81*10-17 и 0,18*10-17 (N2), 23,5*10-17 и 5,6*10-17 (СО2).

По теплофизических свойствам резины из БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. практически равноценны резинам из др. каучуков: их коэффициент объемного расширения (4-6)*10-4 К-1, коэффициент теплопроводности 0,25-0,40 Вт/(м*К), удельная теплоемкость ~ 2 кДж/(кг*К). Присутствие в макромолекуле каучука полярных нитрильных групп обусловливает сравнительно высокую электрич. проводимость резин, резко возрастающую с увеличением содержания акрилонитрильных звеньев; например, для ненаполненных резин на основе каучуков с 17-20 и 36-40% этих звеньев р составляет соответственно 650 и 10 МОм-м. Электрич. .характеристики большинства техн. резин:~ 102 МОм*м; электрич. прочность 4-12 МВ/м; 10-20 (при 103-106 Гц); tg0,2-0,3.

Табл. 2. СВОЙСТВА РЕЗИН* НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ АКРИЛОНИТРИЛЬНЫХ ЗВЕНЬЕВ

* Наполнитель - активный техн. углерод (45-50 мас. ч.). Вулканизация 50-60 мин при 143°С. БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. и резины на их основе относятся к сгораемым материалам со сравнительно низким кислородным индексом: для каучуков он не превышает 0,2, для резин составляет 0,2-0,3.

Применение каучуков. БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. используют в производстве разнообразных изделий и деталей, эксплуатируемых в контакте с агрессивными средами, например уплотнителей, сальников, шлангов, приводных ремней, топливных баков для автомобильной, авиационной, нефтяной промышлености, полиграфич. офсетных пластин, подошвы маслостойкой обуви и др. Каучуки применяют также как основу адгезивов, в качестве нелетучих и невымываемых пластификаторов пластмасс, БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. некоторых типов - для изготовления оболочек электрич. кабелей, эбонита и др.

Мировое производство БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ-н. к. св. 200 тыс. т/год (1982).

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
шпатлевка фасадная акриловая
пульт управления для сигвея
снаряжение для волейбола
сетка сварная орел

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(28.05.2017)