丁二烯 丙烯腈共聚物(NBR)

1、读书报告题目 丁二烯-丙烯腈共聚物（NBR） 班 级 学 号 学生姓名 评阅同学 日 期 目录目录i1前言11.1丁腈橡胶的发展概述12丁二烯-丙烯腈共聚合物的合成（及固化）32.1丁腈橡胶的制备32.2丁腈橡胶的配方设计42.3丁腈橡胶的选择52.4丁腈橡胶的硫化体系53丁腈橡胶结构与性能特点、主要用途；73.1结构与性能特点7丁腈橡胶的结构7丁腈橡胶的性能特点93.2主要用途10主要用途10丁腈橡胶的并用114丁腈橡胶的成型加工124.1丁腈橡胶的加工工艺性能124.2丁腈橡胶的成型加工12丁腈橡胶的塑炼工艺12丁腈橡胶的混炼工艺12丁脂橡胶的压延工艺13丁腈橡胶的压出工艺13成型用机械及

2、模具丁腈橡胶模型制品的成型工艺144.3丁腈橡胶聚合工艺的改进145丁腈橡胶的改性155.1丁腈橡胶的基本特性155.2丁腈橡胶的化学改性15氢化丁腈橡胶15羧基丁腈橡胶粉155.3丁腈橡胶的共混改性16NBRPVC硫化胶16NBRHNBR共混橡胶16参考文献171 前言 丁二烯一丙烯腈橡胶又称丁腈橡胶，简称NBR，平均分子量70万左右。灰白色至浅黄色块状或粉状固体，相对密度0.951.0。丙烯腈含量为26%的丁腈橡胶玻璃化温度Tg=一52，脆化温度Tb=一47，而丙烯腈含量为40%的丁腈橡胶玻璃化温度Tg=一22。溶解度参数=8.99.9，溶于醋酸乙酯、醋酸丁酯、氯苯、甲乙酮等。丁腈橡胶具有

3、优良的耐油性，其耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶，并且具有的耐磨性和气密性。丁腈橡胶是二十世纪三十年代开始工业化生产的合成橡胶之一，目前，已有十几个厂家进行生产。据不完全统计，生产的品种和牌号大约有200多种。1972年世界丁腈橡胶的总生产能力约为35万吨。 丁腈橡胶具有良好的耐油性能。主要用于汽车工业和航空工业，制造油管、油封、垫圈、油箱以及与油接触的工业制品。此外，还广泛应用于制作贮槽衬里、胶辊、印刷胶版、纺织胶圈、耐油胶布和胶鞋、结构件胶粘剂等以及耐热的橡胶零部件。它与聚氯乙烯和酚醛树脂有非常好的相溶性，所以又常常与树脂并用来加以便用。丁腈橡胶的缺点是不耐臭氧及芳香族、卤代烃、酮及酯类溶剂，

4、不宜做绝缘材料。耐热性优于丁苯橡胶、氯丁橡胶，可在120长期工作。气密性仅次于丁基橡胶。丁腈橡胶的性能受丙烯腈含量影响，随着丙烯腈含量增加，拉伸强度、耐热性、耐油性、气密性、硬度提高，但弹性、耐寒性降低。丁腈橡胶耐臭氧性能和电绝缘性能不佳。耐水性较好。丁腈橡胶主要用于制作耐油制品，如耐油管、胶带、橡胶隔膜和大型油囊等，常用于制作各类耐油模压制品，如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管、胶管、密封件、发泡等，也用于制作胶板和耐磨零件。 值得注意的是丁腊橡胶的交替共聚，如果在技术能够顺利进展，则很有可能实现工业化生产，这对丁腈橡胶的性能会有重大的改善。1.1 丁腈橡胶的发展概述 丁腈橡胶最先研究

5、与德国，在1931年首先报导了丁二烯与丙烯腈的共聚物，并对得到的共聚物做了性能鉴定。结果发现，它在耐老化、耐日光、耐热、耐油以及气密性等方面均优于天然橡胶。因而引起人们对这个斯问世的高分子材料以极大的注意。时至1927年德国出于发动侵略战争需要，积极支持和鼓励橡胶的生产，致使丁腊橡胶的工业化生产首先在德国获得成功并出投产。第二次世界大战期间，美国的合成橡胶工业也得到了迅速发展1941年丁腈橡胶在美国工业化。此后不久一些国家也相继开始工业生产，截止到1970年已经有十几个国家能够生产各种牌早的丁腈橡胶。 当前，世界丁腈橡胶总产量逐年有所增长，并有继续发展的趋势。如1968年世界总产量约为251万

6、吨， 1970年约为29万吨，而l971年达到301万吨。根据1970年统计，丁腈橡胶总产量约占合成橡胶总生产能力的4。 促近年来，世界各国丁腈橡胶产量的增长速度远不如其它品种的合成橡胶。例如仅从六十年代才开始生产的顺丁橡胶，其世界总产量至1970年就达99万吨，约占合成橡胶总生产能力的14，可见发展之快。相比之下，丁腈橡胶生产的发展速度较为缓慢。究其原因，首先是由于用途和消耗显所限，这与其性能的缺陷有关。例如热聚法的丁腈橡胶，加工性能较差，塑性低，难于塑炼、混炼，耐油性与耐寒性矛盾较大。此外，耐低温性、抗臭氧化以及介电性能等都不够理想。致使丁腈橡胶的扩大应用受到限制。其次，是因新型合成弹性体

7、的出现如具有优异耐油性的氯醇橡胶等在一些性能上能够代替丁腈橡胶，也使丁腈橡胶在某些应用范围内受排挤。 为了改变上述局面，近些年进行了多方面试验研究，试图对丁腈橡胶进行改性，发展新品种，达到改善丁腈橡胶的加工性能和使用性能的目的，满足不断增长的需要。目前已取得很大进展。2 丁二烯-丙烯腈共聚合物的合成（及固化） 丁腈橡胶的生产工艺流程与乳聚丁苯橡胶相似,经原料配制、聚合、单体回收、凝聚、洗涤和干燥工序。 聚合工序如下:用丁二烯70,丙烯腈30,H 20100,聚乙酸乙烯0.3和2.5-二甲基-2.5-二(2-乙基乙酰过氧化)已烷0.3份在65下反应50h 制成共聚物(橡胶),平均分子量60,00

8、0,转化率36%。 单体蒸馏回收丁二烯和丙烯腈后得成品。用30份丙烯腈和70份1.3-丁二烯经处理后与70份丙烯腈和30份丙烯酸甲酯在磺基琥珀酸二辛酯钠盐存在下可制成30%含固量的交联聚合物乳液,与25%MgSO4(用磺基琥珀酸二辛酯钠盐与MgSO4于230下反应),反应可制成固体聚合物同样33份30%的固体乳液用30份丙烯腈和70份1.3-丁二烯处理后与70份丙烯腈和30份丙烯酸甲酯在磺基琥珀酸二辛酯钠盐存在下连续反应6h ,滴加 H 3PO 4制成交联的乳液(pH4.4)与25%MgSO4溶液混合制成固体 。2.1 丁腈橡胶的制备 一般标准型的丁腈橡胶，是丁二烯与丙烯腈乳液聚合的共聚物。用

9、上述方法制得的丁腈橡胶，分子结构中丁二烯和丙烯腈的排列结合呈无规状，因此丁腈橡胶不易结晶，强度不高。但由于这种方法在工业生产上较为成熟，工艺简单，至今还在广泛应用。现多采用连续生产过程，以提高生产能力。聚合前，先按聚合配方配制好单休及各种助剂溶液，再将聚合釜油真空并通入氮气以排除空气。然后在减压下物料经计量投入具有玻璃衬巴或不锈钢的聚合釜内进行聚合，并不断搅拌。聚合釜夹套或列管中遁入热水或冷却介质，以控制聚合温度。当转化率达到70一75时，聚合即告终止。按聚合配方及工艺条件，聚合温度若控制在30一40范围，称为高温聚合；控制在510范围，称为低温聚合。据此所得产物分别称为热聚丁腈橡胶和冷聚丁腈

10、橡胶。 当聚合至规定的转化牢时，将胶乳经过过滤，送入终止槽，同时加入终止剂，再送脱气塔脱除末聚合单体然后打到胶乳混合槽，加入稳定剂混合均匀。继之胶乳再经过滤、凝固，在长网机上洗涤，经真空脱水形成胶带，再通过挤水、干燥，水分含量不超过1，冷却后进行包装。图2-1 在不同单体加料比及聚合转化率下聚合物中丙烯腈结合量的变化丁腈橡胶乳液聚合过程巾，其共聚物中的丙烯腈结合量是依据单体混合物中丁二烯和丙烯腈的比例变化而改变的，如图2l所示。若两单体的加料比为C的情况，即重量比丙烯为37时，在聚合过程中，丙烯脑结合量几乎保持不变，这时丙烯腈结合量不依聚合转化变化而改变。当两单体加料比在A或B的情况，则丙烯腈

11、结合量随着聚合转化率的增大而降低，即在聚合末期，聚合物结合丙烯腈的含量铰聚合初期为小。而在D的情况却出现相反的状态。 综上所述，当聚合不同丙烯腈含量的丁腈橡胶时为了使聚合物的分子结构中，丙烯腈能按一定比例结合，控制一定的聚合转化率是非常必要的。从图11中可看出，当控制聚合转化率在60左省或在聚合过程控制丙烯哈为衡定浓度，都能使丙烯腈均匀的结合。 聚合度和聚合温度对丁腈橡胶的分于结构影响很大。提高聚合度可提高聚合物的收率，但在聚合反应末期，会促使聚合物中的文化及交联程度提高，增加了凝胶含量和门尼粘度，致使工艺加工性能变坏。实际上，聚合转化率一般控制在70一75或稍高些的范围。聚合温度与聚合物的性

12、质有密切关系，提高聚合温度可加快聚合速度，但却降低了聚合度，且在链增长阶段易于使大分子结构产生文化及交联，提高了聚合物中的凝胶含量，导致丁腈橡胶的工艺加工等性能下降。采取降低温度的措施，如使聚合温度降全5一l0的范围，可以显著改善丁腈橡胶的加工性能。低温聚合是采用氧化还原的引发体系，并加入败类物质为活化剂，以提高聚合反应速度。 聚合应使用软水，经脱气并除去水中所含有的镁、钙、铁等化合物，以防破坏乳化剂，影响引发反应和胶乳的稳定性。2.2 丁腈橡胶的配方设计丁腈橡胶配方设计的原则与天然橡胶或丁苯橡胶有些相似，由于丁腈橡胶的化学结构、性质及产品性能的要求不同，配方设计也有所不同。所以在制定配方时应

13、进行必要的调整。丁腈橡胶的配方组成与其它橡胶相同，也是出硫化剂、补强均充剂、增塑软化剂以及防老化剂等体系的配合剂所组成。正确的掌握配方设汁原则合理的选用各个体系的配合剂，且改善工艺加工性能和提高产品应显的关键之，应予以高度重视。 确定硫化体系是配方设计的重要环节，丁腈橡胶最广泛使用的硫化剂是硫黄。根据配方的要求硫载体化合物、有机过氧化物及树脂类物质等也可作为硫化剂，而且都能赋予丁腈橡胶以良好的硫化效果。一般的硫化促进剂对了脂橡胶亦有良好的促进硫化作用。 补强和填充体系是丁腈橡胶配方中必不可少的成分由于丁腈橡胶本身的物理机械性能较差，在工艺上不填加补强剂几乎没有使用价值，但加入炭黑白炭黑等活性补

14、强剂之后，获得的性能却可与天然橡胶媲美，耐磨耗性尤为优越。合理的使用补强剂和填充剂对改善产品购物理机械性能、提高使用寿命、降低生产成本部有重要意义。 增塑和软化体系配合剂的使用，能有效的改善丁腈橡胶工艺加工性能，出于一般丁腈橡胶多具有较高的门尼粘度，比较坚韧，尤其是热聚丁腈橡胶更为明显，一般需使用增塑剂和软化剂。软化剂陈降低胶料的粘度，改善压出、压延等工艺性能外，还可提高硫化胶的弹性和耐寒性。某些软化剂对改善丁腈胶料的粘着性也有很大作用。所以合理选用增理、软化体系配合剂是十分重要的。2.3 丁腈橡胶的选择丁腈橡胶制品，一般多若服于其耐油和耐溶剂性，因而耐油、耐溶剂能力如何常为选择的重点。丁腈橡

15、胶的耐油能力决定于丙烯腈含量，丙烯腈含量愈高，耐油能力愈强。当丙烯腈含量为3540时，表现出优越的耐油性能。如需更高的耐油能力，采用70份高丙烯腈含量的丁腈橡胶与30份聚丙烯腈并用，能获得极好的耐油效果。高丙烯腈的丁腈橡胶也具有优越的耐热性和气密性。 某些丁腈橡胶制品有时还要求有优越的低温性能，即良好的耐寒性。丙烯腈含量愈低耐寒性愈高，但同时降低了耐油性。所以当要求有不高的耐油性和良好的耐寒性时，可选择低或中等丙烯腈含量的丁腈橡胶。为了使制品兼具优良的耐油性和较好的耐寒性，可采用橡胶并用的办法。例如可选择高丙烯腈含量的丁腈橡胶和顺丁橡胶并用，将并用胶料中丙烯服含量调至33左右。如果并用较好，可

16、使硫化胶的脆性温度降至65。在不降低耐油性的基础上，为改善低温性能，提高废料的流动性和粘着比加入一定比例的液体丁腈橡胶效果也很好。此外，如欲制造有良好耐油性的制品，并要求在石油基溶剂中体积变化较小时，可选用低两烯腈含量的丁腈橡胶与少量的氯丁橡胶或丁笨橡胶并用，位之因增塑剂被抽出而导致的体积缩小同并用橡胶的膨胀、体积增大所平衡。 实践证明，要求抗臭氧性能强的制品，最好选用丁腈橡胶与聚氯乙烯并用体，其效果十分优异。此外，选用羧基丁腈像胶有较好的效果。2.4 丁腈橡胶的硫化体系 丁腈橡胶采用硫黄或含硫化合物(亦称硫胶体化合物)做为硫化剂的配方设方。原则与天然橡胶或丁笨橡胶基本相似。特别是以硫黄为硫化

17、剂成本低且使用方便。所以硫黄促进剂的体系是目前丁腈橡胶使用最广泛的硫化体系。1硫黄用量的确定 由于丁腈橡胶不饱和度低于天然橡胶，因此，所需硫黄量可稍少一些，为了加快硫化进度，化促进剂的明细略多于天然橡胶。不同丙烯胎含量的丁腈橡胶所需硫黄用量也不同。当丙烯腈含量高，丁二烯相对含量低时，所需硫黄用量可酌情减少。不同用量的琉黄对丁腈硫化胶物理机械性能的影响不同。 2硫黄硫化促进剂体系的选择，丁腈硫化胶的性能除受硫黄影响之外，在很大程度上取决于硫化促进剂的种类及用量，所以在配方设计时正确选用硫化促进剂是非常重要的。3 丁腈橡胶结构与性能特点、主要用途；丁腈橡胶是当前应用最广泛的耐油橡胶品种，同时具备其

18、它一些优良性能，这些性能都是与丁腈橡胶的化学组成和结构有直接关系的。丁腈橡胶的主要用途基本有：主要用于制作耐油制品，如耐油管、胶带、橡胶隔膜和大型油囊等，常用于制作各类耐油模压制品，如O形圈、油封、皮碗、膜片、活门、波纹管、胶管、密封件、发泡等，也用于制作胶板和耐磨零件。3.1 结构与性能特点丁腈橡胶，平均分子量70万左右。灰白色至浅黄色块状或粉状固体，相对密度0.951.0。丙烯腈含量为26%的丁腈橡胶玻璃化温度Tg=一52，脆化温度Tb=一47，而丙烯腈含量为40%的丁腈橡胶玻璃化温度Tg=一22。溶解度参数=8.99.9，溶于醋酸乙酯、醋酸丁酯、氯苯、甲乙酮等。丁腈橡胶具有优良的耐油性，

19、其耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶，并且具有的耐磨性和气密性。丁腈橡胶的缺点是不耐臭氧及芳香族、卤代烃、酮及酯类溶剂，不宜做绝缘材料。耐热性优于丁苯橡胶、氯丁橡胶，可在120长期工作。气密性仅次于丁基橡胶。丁腈橡胶的性能受丙烯腈含量影响，随着丙烯腈含量增加，拉伸强度、耐热性、耐油性、气密性、硬度提高，但弹性、耐寒性降低。丁腈橡胶耐臭氧性能和电绝缘性能不佳。耐水性较好。3.1.1 丁腈橡胶的结构 一般标准型丁腈橡胶是丁二烯与丙烯腈的共聚物，成的通式为：丁腈橡胶为浅褐色弹性化由于在大分子结构中含有强极性的CN基团，所以对汽油及脂肪烃泊类，有优异的稳定性。此外，丁腈橡胶性质与分子景及其分布和大分子单元结

20、构亦有关系。丁腈橡胶的分子量可由数千到数十万，数千分子量的丁腈橡胶呈液体状态，固体丁腈橡胶分子量则高达数十万以上。分子量及其分布对橡胶性能影响很大。例如当分子量较高时，由于大分子间作用力较大，分子链不易作永久性位移，抗张强度和弹性等物性交大，可塑性降低，加工性能变差。当其分子量相同而分布较宽时，由于低分子级分的存在，致使大分子问作用力相对减弱，分子易于移动，故改善了可塑性，加工性能较好。但当分布过宽，低分子级分过多时，则由于硫化时影响分子交联作用，反而会使橡胶的抗张强度和弹性等物理机械性能受损害。因此，在合成时必须要求有适当的分子量大小及分子员分布范围。 丁腈橡胶大分子结构中，丁二烯与丙烯腈的

21、共聚结合状态与两种单体含量的比例有关。若两种单休含量呈恒比(即丙烯腈更量比为37)混合共聚，两种单体大休上有相间机会参加聚合，组成大分子链的两种单体多趋于交替结化提高了大分子结构的规整性，有利于改善工艺性能、物理机械性能，尤其是低温性能和耐油性能。若单体比例不呈恒比，则会增加单体自身结合的机会，使大分子结构中出现较多部分的嵌段结合。实际上，结构中单体结合的最大机会仍是无现状态的结合。若采用新型有规立构聚合催化体系，可以使两种单体以等分子交替聚合。顺式1，4结构有利于提高橡胶的弹性，降低玻璃化温度。而反式1，4结构增加时，抗张强度提高，热塑性好，但弹性降低。当l，2结构增加时，由于支化和交联的结

22、果，增大了大分子的不对称性，从而降低了弹性及低温性能。 聚合工艺条件对丁腈橡胶分子量及其分布和结构有极大影响，例如高温聚合时因反应速度加快，低分子量部分较多，此外1，2结构增加，导致文化和交联度提高，凝胶含量较高，造成共聚物加工性能不好，并降低了某些物理机械性能(如抗张强度、伸长率等)。反之，当低温聚合时，产品中低分子级份减少，分子量分布较窄，可以获得较好交联结构的硫化胶，加之低温促使反式l，4结构增加，从而使产品具有优良的物理机械性能。另外1，2结构的减少也大大改善了丁脂橡胶的加工性能，故冷聚丁腈橡胶发展很快。3.1.1丁二烯丁二烯的全称是1,3-丁二烯，是分子式为C4H6的有机化合物，是一

23、种重要的化工原料，可用于制造合成橡胶。用于生产丁腈橡胶的1，3-丁二烯单体质量规格见表3-1序号项目指标实验方法优级品一级品1外观无色透明，无悬浮物无色透明，无悬浮物GB/T601221,3-丁二烯（质量分数）%99.398.0GB/T60133总炔烃（质量分数）%50（其中乙烯基乙炔5）100GB/T60174丁二烯二聚物（4-乙烯基环己烯）/（mg/kg）10001000GB/T60155羰基化合物（乙醛）（mg/kg）1020GB/T60186水含量（mg/kg）20500SH/T14937阻聚剂（TBC）(mg/kg)5015050150GB/T6023GB/T60208过氧化物（过氧

24、化氢）（mg/kg）1010GB/T12702GB/T60169气相含氧量%0.30.3GB/T6022 表3-1 工业1，3-丁二烯（GB/T1329191） 采用一般乳液聚合的丁腈橡胶，大分子的空间结构主要呈无规构型，空间排列杂乱，严重的影响了橡胶的性能，设法寻找有效的聚合催化剂，合成立体等规结构的丁肪橡胶，是重要的发展方向。3.1.2 丁腈橡胶的性能特点丁腈橡胶，平均分子量70万左右。灰白色至浅黄色块状或粉状固体，相对密度0.951.0。丙烯腈含量为26%的丁腈橡胶玻璃化温度Tg=一52，脆化温度Tb=一47，而丙烯腈含量为40%的丁腈橡胶玻璃化温度Tg=一22。溶解度参数=8.99.9

25、，溶于醋酸乙酯、醋酸丁酯、氯苯、甲乙酮等。丁腈橡胶具有优良的耐油性，其耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶，并且具有的耐磨性和气密性。丁腈橡胶的缺点是不耐臭氧及芳香族、卤代烃、酮及酯类溶剂，不宜做绝缘材料。耐热性优于丁苯橡胶、氯丁橡胶，可在120长期工作。气密性仅次于丁基橡胶。丁腈橡胶的性能受丙烯腈含量影响，随着丙烯腈含量增加，拉伸强度、耐热性、耐油性、气密性、硬度提高，但弹性、耐寒性降低。丁腈橡胶耐臭氧性能和电绝缘性能不佳。耐水性较好。综上所述，丁腈橡胶的单体组成、大分子结构以及单元结构等与性能的关系十分密切归纳起来如图3-1所示。 图 3-1 丁腈橡胶化学结构与性能的关系 丁腈橡胶具有一系列优越性

26、能，如具有优越的耐油件。耐磨性比天然橡胶高30一45，耐高温性能较天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶等都强。但在弹性、生热及多次变形、耐龟裂、电绝缘性能等方面则存各缺点，耐臭氧能力也不够理想。1耐油、耐溶剂性 丁腈橡胶对非极件或低极性的溶剂表现有较强的稳定性，特别是耐汽油及脂肪烃油类，比其它许多橡胶都好。丁脂橡胶中丙烯腈含量愈高，耐油性愈强。此外，对植物油、脂肪酸类亦具有良好稳定性。接触芳香族溶剂、卤代烃、酮及酯类等极性较大的溶剂时，有较大的溶胀作用。 2对化学物质的稳定性 对无机酸、有机酸、碱类、盐类以及氧化剂等的作用都比天然橡胶稳定。如碱溶液或稀酸等对丁腈橡胶基本不起作用。具有高极性的含氮的酮类

27、化合物及劳香族化合物对丁腈橡胶有溶胀作用。3耐氧化和耐日光作用 丁腈橡胶的氧化作用同样会引起大分子链发生断裂，但氧化过程较力缓慢，故较天然橡胶的耐氧化作用强。各丁脂橡胶的耐臭氧化能力较差，所以必需使用抗臭氧化剂，但应注意一般适用于天然橡胶、丁苯橡胶的抗臭氧剂，对丁腈橡胶都不是那样有效。因此提高抗臭氧化作用的有效途径，是采用与聚氯乙烯树脂并用的办法，可明显提高抗臭氧化能力。热量对促进丁腈橡胶的氧化过程比天然橡胶缓饺，丙烯腈含量对热氧老化作用有不同影响。 4耐热及耐寒性 丁腈橡胶的耐热性优于天然橡胶和氯丁橡胶。提高丙烯腈含量，有助于改善耐热性，但降低了耐寒性。与其它橡胶相比，丁腈橡胶的硫化波具有较

28、宽的使用温度范围。如中等以上丙烯腈含量者，在l 20下可连续使用较长时间，甚至在190的热油中浸70小时，亦能保持良好的屈挠性能。必须指出，丁腈橡胶在高温下使用，有使硬度上升、抗张强度提高和伸长率下降的趋势。5物理机械性能 与天然橡胶比较，丁腈橡胶物理机械性能不够理想，1“肋橡胶是非站品的无定形聚合物，本身弧度较低，使用时必需填充补强剂(如炭黑等)，强度司达250公斤平方厘米以上。提高丙烯腈含量有助于增大强度。 6电性能和气透性 出于丁腈橡胶大分子结构中存在有易被电场极化的腈基，闭而降仍了介电性能，所以不立用作绝缘材料。3.2 主要用途丁腈橡胶具有优越的耐油、耐溶剂、耐化学物质以及耐热等宝贵性

29、能，因而成为被广泛使用的胶种之一。丁腈橡胶制品应用广泛，在各个工业领域中，儿乎都不能离开丁腈橡胶制品。3.2.1 主要用途丁腈橡胶具有优越的耐油、耐溶剂、耐化学物质以及耐热等宝贵性能，因而成为被广泛使用的胶种之一。丁腈橡胶主要用以制造具有耐油、耐热性为前提的各种橡胶制品。例如胶管、密封垫圈、贮糟衬里、胶辊、飞机油箱衬里以及大型油囊等。由于丁腈橡胶有良好的耐热性，故也可用于制造运输热物料的运输带等。采用与聚氯乙烯并用，还可制造耐火橡胶制品的覆盖层、电缆绝缘层、录音带以及人造革等。总之，丁腈橡胶制品应用广泛，在各个工业领域中，儿乎都不能离开丁腈橡胶制品。丁腈橡胶作为一种耐油性优异的合成橡胶,随着汽

30、车工业的迅速发展,曾经获得了长足的进展。丁腈橡胶最为重要的是制造汽车零配件,由于其具有优越的性能,价格低廉,广泛用来制造耐油胶管和密封件(如耐油垫片、底盘油封、膜片等零部件)。日本在胶管及密封件中应用NBR占NBR总消耗量的70%,制动胶管的包复层中也使用NBR,已经开发成功的改性丁腈橡胶具有良好的耐热性和耐臭氧性,在密封条、燃油胶管中获得广泛应用。3.2.2 丁腈橡胶的并用丁腈橡胶的极性非常强，与其它聚合物的相容性一般不太好，但和氯丁橡胶、改性酚醛树脂、聚氯乙烯等极性强的聚合物，特别是和含氯的聚合物具有较好的相容性，常进行并用。另外，为改善加工性和使用性能，丁腈橡胶也常与天然橡胶、丁苯橡胶、

31、顺丁橡胶等非极性橡胶并用。应当指出：丁腈橡胶的特点是耐油性好，与其它聚合物并用（除聚氯乙烯之外）都存在降低耐油性的趋势。高性能氢化丁腈橡胶随着汽车工业的发展，对汽车燃料和润滑系统以及发动机所用的密封材料如橡胶的耐热、耐油、耐各种化学品腐蚀等性能提出了苛刻的要求。长期以来，汽车工业一直使用耐油性较好的丁腈橡胶，由于其自身的缺陷，只能在120以下长期使用；而且，因耐臭氧、耐候和耐辐射性能较差，满足不了汽车等机动车辆对发动机的密封要求 。氢化丁腈橡胶(HNBR)是丁腈橡胶的加氢产物。它既具有良好的耐油、耐臭氧、耐磨和耐化学品腐蚀性，又具有良好的压缩永久变形、耐热和耐低温性能，可用于制造苛刻条件下使用

32、的密封制品。4 丁腈橡胶的成型加工丁腈橡胶于1930年首先由德国进行研究，在1931年制成丁二烯与丙烯腈的共聚物，发现其具有优异的耐油、耐老化及耐磨等性能。1937年由德国I.G.Faben公司投入工业化生产，以商品名BunaN问世。1941年美国也开始大规模生产。此后不久，一些国家也相继开始生产丁腈橡胶，世界上已有很多国家能够生产各种牌号的丁腈橡胶。丁腈橡胶除具有优异的耐油性之外，还具有耐老化、耐磨耗、低透气和凝聚力高等特点，因此其应用领域是多方面的。丁腈橡胶的需要量在全部橡胶需要量中所占的比例随各国的具体情况而异，一般工业先进国家约占2535%，发展中国家的比例稍低一些。4.1 丁腈橡胶的

33、加工工艺性能冷法（低温）乳液聚合的丁腈橡胶在加工性能上优于高温乳液聚合的丁腈橡胶。冷法乳液聚合工艺优点：1、以水为分散介质，价廉安全；2、聚合体系粘度低，易传热，反应温度易控制；3、尤其适宜于直接使用乳胶的场合。工艺缺点：1、产品中留有乳化剂等，影响产品电性能等；2、要得到固体产品时，乳液需经过凝聚、洗涤、脱水、干燥等工序，成本较高。4.2 丁腈橡胶的成型加工4.2.1 丁腈橡胶的塑炼工艺丁腈橡胶的塑炼和其他橡胶相同，也是在开放式炼胶机或密闭式炼胶机巾进行的。丁脂橡胶较之天然橡胶韧性大，塑炼效果小，而且塑炼时能产生较多的摩擦热，因此丁腈橡胶最有效的塑炼方法是采用小辊距、冷辊筒、低容量进行低温塑

34、炼。丁腈橡胶在炼胶过程中所显示出来的这种特性与丁腈橡胶的分子结构有关，因为丁腈橡胶的分子结构中台有强极性的腈基，而由腈基间的互相作用产生的橡胶分子跃聚力远比天然橡胶或丁苯橡胶都大。并且丙烯腈含量愈高，塑炼愈困难，生热和收缩也愈剧烈。为了克服这种困难，聚合条件有了很大的改变，从热聚橡胶发展到冷聚橡胶，进而研究锭产低门尼粘度、低转化率的丁腈橡胶，以改善加工性能。现在我们所使用的丁腈橡胶，已经比以前所使用的热聚丁腈橡胶(Bunn N和Perbunan橡胶)塑炼容易多了。4.2.2 丁腈橡胶的混炼工艺丁腈橡胶的混炼和其它橡胶相同，是在开放式炼胶机或密闭式炼胶机中进行的。冷聚软丁腈橡胶内中“凝胶”含量低

35、，容易操作，可直接进行混炼。不同丙烯脂含量的丁腈橡胶，混炼过程没有太大差别，大概两种。、 (一)用开放式炼胶机进行混炼 丁腈橡胶的混炼方法很多，但如果也像对天然橡胶那样进行长时间混炼，直至炼得很软，这不仅没有什么意义，还会降低最终少品质量。比较好的混炼方法，是先用小辊距冷辊筒薄通6一l0次，待橡胶已包辊后，尽管橡胶表而还不平滑，但已经不再断条的时候，才能添加配合剂。为了有助于配合剂分散，一般先加固体软化剂，如松香、固体古马龙及硬脂酸，硫黄及氧化锌等难分散的配合剂也须先行加入，然后加入大量炭黑、碳酸钙，并将其分批与液体软化剂(或增塑剂)逐次加入，最后加入促进剂。(二)用密闭式炼胶机进行混练 密闭

36、式炼胶机在橡胶制品工厂也已广泛使用。密闭式炼胶机与开放式炼胶机比较起来，密闭式炼胶机的混炼效果好，它能显著缩短混炼时间。又因为它是密闭式的，配合剂不易飞扬，址适又因为它含有大量炭黑等填充剂的胶料。同时密炼机是自动式的，还有节省劳动力的优点。4.2.3 丁脂橡胶的压延工艺 压延加工需要有较高的同时较为熟练的技术，还必须使用精度高的加工设备。压延加工的目的可分以下几个方面： (1)压胶片、(2)纺织物贴胶、(3)纺织物擦胶、(4)贴合(两层布或两种胶片的贴合)、(5)压型等，而丁腈橡胶主要是进行(1)、(2)、(3)三种压延加工。4.2.4 丁腈橡胶的压出工艺 压出工艺是利用混炼胶的热塑性质，通过

37、压出机口型把胶挤出来，以连续制造具有一定断面形状的加工操作。它不仅可以用于制造最终产品，还可以广泛地用来制造胶料的半成品和滤胶。 压出工艺的优点，有以下几个方面： (1)可以高效率地连续制造同一断面形状的长形制品。 (2)只需调换一下口型，制品的形状和尺寸就可以有较大的变化，设备的通用性很强，只要操作条件掌握得正确，就能保证制品的尺寸要求。 (3)制品的质地均匀致密，不合气泡，只要压出量积压出速度掌握得稳定，制品产生的各向异性就比压延制品小。 (4)设备费用比较少，操作人员、热能消耗和动力消耗费用也较少。（）压出操作 压出用混炼胶科，首先必须用开放式炼胶机进行热炼，其热炼条件一般为：前辊40，

38、后辊50，时间45分钟。返回胶料必须控制一定的掺用比例，以防胶科的可塑度发生波动。由热炼机往压出机供胶时，必须把胶料剖成条状，用运输带运送，或者采用人工递送。当出少数热炼机供应多台压出机多种不同的胶料时。可以把胶料切成57毫米厚的胶条，用垫布卷起来，边保温边陆续供给压出机。这个方法虽然比较简便，但如果长时间保持高温，必须注意防止焦烧。 在压出操作开始之前，必须先将机筒、螺杆和机头等预热到规定的温度，螺杆转动起来以后，加入热炼胶，然后观察内机头挤出胶料的状态，待挤出来的胶料进入正常状态以后，安上口型，调整口型温度以及口型和芯型的位置等，一切调接好后便可开始压出。 压出半成品离开口型以后，用运输带

39、或运输辊以适当的速度向前移动。易焦烧的胶料应迅速导入水槽中冷却。 对于纯胶胶管、胶管内胶以及压出胶丝等长形压出制品，必须在手动或机动圆盘上边扑粉边盘卷，以防半成品粘着。所用隔离剂一般使用滑石粉，如需与别的半成品粘合的压出品，以使用硬脂酸锌为好。 (二)压出工艺特点 丁腈橡胶的压出与天然胶及丁苯橡胶无太大区别，由于丁腈腈橡胶比较硬，摩擦生热量大，最好使用冷却效果较好的压出机，机筒和螺杆的温度应保持在50一65或再低一些，机头温度应保持在80一95左右。口型温度应根据配方种类、胶料硬度、压出品口型与尺寸等因素来确定。当胶料的邵氏硬度为6570左右的中等硬度，而压出品也是中等规格时，其口型温度在12

40、0以上即可。如果胶料硬度较高，而且压出品的断面积也较大时，则口型温度也应相应提高。总之，确定口型温度一定要保证压出品的表面光亮和平滑。 为了能够在较高的压出速度下制造不带气泡、质地致密并美观的制品，应选用密量大于压出量的压出机。特别是用一台压出机来承担各种硬度、各种配方和各种规格尺寸的多品种压出任务肘，最好采用连续变换螺杆转速的压比机。4.2.5 成型用机械及模具丁腈橡胶模型制品的成型工艺 模制成型及其硫化是丁腈橡胶使用最普遍的加工方法丁腈橡胶的模制成型方法与塑料加工相同，有模压成型法、移模成型法和注射成型法三种。在达三种模制成型法中，模压成型法应用得最广移模成型则差一些，注射成型是一种新发展

41、起来的成型方法，并住往与硫化连续起来形成完整的注压工艺。 从1930年开始应用模压法以后，在五十年代发展了移模法，同时出于受塑料制注压法的影响，进入六十年代以后，由西欧发展了注压法，继之在日本、美国和苏联等国家也得到了发展。 目前，这三种模制成型方法的发展趋向是 (1)缩短制品生产周期，进一步提高产量 (2)减少制品生产过程中的消耗；(3)采用各种自动和测量控制技术，极大地提高生产效率和制品质量； (4)简化设备和工艺。4.3 丁腈橡胶聚合工艺的改进荷兰Stamicarbon B. V. 公司发明了一种结合丙烯腈含量高达50%的NBR 连续乳液聚合工艺，将全部丙烯腈、部分丁二烯、水、乳化剂、引

42、发剂等助剂一起连续加入到第1 台反应釜中，10下进行反应，控制聚合转化率并分别连续补加丁二烯，终止、脱气、凝聚、洗涤和干燥后可获得结合丙烯腈含量为47.2%，门尼粘度为48，拉伸强度为15.6 MPa，伸长率为385%，300% 定伸应力为12.1 MPa 以及耐环境性良好的高丙烯腈含量NBR 产品。日本Zeon 公司通过适当调节聚合温度，可制备出能配制成高浓度、低粘度的NBR 胶液基料，供胶辊等橡胶制品行业使用。5.2.2 新品种开发为了使NBR 性能更加符合不同用途制品的要求，世界各国都相继开发生产了具有特殊性能的NBR 新产品，主要有氢化NBR（HNBR）、粉末NBR（PNBR）、羧基N

43、BR（XNBR)、预交联NBR、极超耐寒性NBR、液体NBR、聚稳NBR 以及丁腈酯橡胶等。5 丁腈橡胶的改性丁腈橡胶（NBR）是丁烯与丙烯腈经自由基引发乳液聚合制得的无规共聚物。由于NBR在性价比、耐油、耐热性和耐化学药品等方面的优势它的系列化产品在迅速增加，应用范围也在不断扩大，现居合成橡胶的第三位。随着石油和汽车等工业的发展和要求，促进NBR的改性等研究的发展。目前主要采用在合成阶段改性、多元化共聚、共混、橡塑并用和利用添加剂等技术手段，使NBR的综合性能得到了很好的改善，并涌现出一系列高性能的新品种，在许多产业部门获得了可喜的应用，具有璀璨的应用和市场前景。5.1 丁腈橡胶的基本特性丁腈橡胶是耐油性优异的弹性体，丁二烯单体可共聚成3种性质不同的链结构，即顺式、反式和1，2一乙烯基典型的NBR结构中反式占78%。由于NBR分子结构中含有腈基，因而具有优异的耐油性（如矿物油、动植物油、液体燃料和溶剂12013长期使用，有良好的耐低温性，玻璃化温度为-5513，化学稳定性好，提高结构中的丙烯腈含量使相对密度增大，加工性能良好，硫化速度加快，拉伸强度提高，但回弹性下降，耐寒性降低。5.2 丁腈橡胶的化学改性由上述可知，丁腈橡胶也存在一些不足之处近年来对它进行一系列改性研究，出现了许多高性能的新品种属于化学改性的新品种有：氢化丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、丁腈交替共聚橡胶、聚稳丁腈橡胶、