Raba ya Nitrile butadiene: mali, uzalishaji, uwekaji

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Raba ya Nitrile butadiene (NBR) ndiyo malighafi kuu kwa ajili ya utengenezaji wa aina mbalimbali za raba zenye uimara wa kuridhisha. Ni nyenzo ya syntetisk ya polymeric iliyopatikana kwa copolymerization ya butadiene na acrylonitrile (NAC). Inaweza kuitwa nitrile, divinyl-nitrile, butadiene-acrylonitrile mpira au butacryl. Katika jina la kimataifa, nyenzo hii inaitwa NBR (nitrile-butadienerubber), kwa jina la nyumbani - SKN (mpira ya sintetiki ya nitrile).

Inapohitajika

Aina hii ya mpira hutumiwa mara nyingi katika tasnia hizo ambapo upinzani kamili wa bidhaa za mpira kwa mazingira ya kemikali ni muhimu. Ya umuhimu mkubwa ni mali kama vile mpira wa butadiene-nitrile kama elasticity ya juu na deformation ndogo ya kudumu. Nyenzo hii ni panakutumika katika utengenezaji wa vitu vya mpira ambavyo vina mawasiliano ya moja kwa moja na vifaa vya kemikali vinavyotumika - hizi zinaweza kuwa mihuri ya kila aina, mihuri ya mafuta, fidia za mpira, bomba za mafuta na mafuta, mikanda ya gari, tanki za mafuta kwa magari, anga na tasnia ya mafuta, kukabiliana na uchapishaji. sahani na bidhaa zingine.

Bidhaa kulingana na raba hii hazivimbiki kwenye vimiminiko vya mafuta, kizuia kuganda na maji. Kutoka kwa aina fulani za nyenzo hizo, sheath ya wiring umeme na glavu za mpira hufanywa, ambazo zina nguvu maalum na upinzani wa kuvaa. Inatumika katika uzalishaji wa adhesives mbalimbali, sealants na povu ya polyurethane. Mpira ndio msingi katika utengenezaji wa viambatisho.

Hii raba imetoka lini na wapi?

Kupata raba ya butadiene-nitrile kulirekodiwa mwaka wa 1934 nchini Ujerumani. Wakati huo, wanasayansi wa Ujerumani waliunda nyenzo ya kipekee katika mali yake na kuipa hati miliki chini ya jina la Buna-N. Wakati wa Vita vya Kidunia vya pili, nyenzo mpya ilikuwa ikihitajika sana katika tasnia ya kijeshi.

Kwa sababu ya ukosefu wa malighafi asilia, uongozi wa juu wa Marekani ulizindua programu maalum inayohusisha uendelezaji hai wa utengenezaji wa mpira wa butadiene-nitrile na aina nyingine za malighafi ya sintetiki kwa bidhaa za mpira. Nyenzo zinazozalishwa chini ya mpango huu ziliitwa GR-N. Hadi sasa, BNR imekuwa mojawapo ya raba zinazotafutwa sana kwa madhumuni maalum. Imetengenezwa katika zaidi ya nchi 20 duniani kote.

Uzalishaji wa NBR

Aina hii ya nyenzo hupatikana kwa upolimishaji unaojenga katika emulsion yenye maji. Utaratibu unafanywa wote kwa joto la juu na la chini. Monomeri kuu za uzalishaji wao ni butadiene-1, 3 na nitrile ya asidi ya akriliki (NAC), iliyochanganywa kwa uwiano fulani. Dutu hizi hazitegemei joto. Kwa kuzingatia sheria za uchanganyaji nasibu, ikumbukwe kwamba sanjari hii ya monoma inapaswa kuwa na sifa ya muundo wa azeotropiki ulio na takriban 40% acrylonitrile katika mchanganyiko wa monoma.

Katika utengenezaji wa aina hii ya mpira, kuna haja ya utakaso kamili zaidi wakati wa kuganda kwa emulsifiers kutumika kwa upolimishaji. Katika rubbers zinazotengenezwa, kiasi kidogo cha uchafu wa majivu, madini na tete (si zaidi ya 1%) inaruhusiwa. Zinaweza kupakiwa na vioksidishaji wa kudumu au visivyoshikamana.

BNK ni nini

Katika nchi yetu, raba za aina kama vile nitrile rubber-18 (SKN-18), nitrile-butadiene rubber-26 (SKN-26) na nitrile butadiene rubber-40 (SKN-40) hutengenezwa. Kiashiria cha nambari katika darasa kinaonyesha idadi ya vitengo vya acrylonitrile katika polima. Zinaweza kuwa na 18%, 26% au 40% Acrylonitrile, mtawalia.

Kubadilisha idadi ya viambato shirikishi, unaweza kufikia sifa tofauti za nyenzo inayotokana. Kulingana na asilimia ya acrylonitrile, malirubbers inaweza kutofautiana katika ugumu, mnato, mafuta - na upinzani wa petroli. Asilimia ya NAC huathiri athari kati ya molekuli za vitengo vya miundo. Ni jambo hili linaloathiri matumizi ya mpira wa nitrile butadiene katika maeneo fulani ya uchumi wa taifa. Hata hivyo, inatumika kama malighafi kwa ajili ya utengenezaji wa anuwai kubwa ya bidhaa za mpira za viwandani.

Kasoro za nyenzo

Licha ya ukweli kwamba bidhaa za mpira zilizotengenezwa kwa kuongezwa kwa BNR zina utendakazi bora zaidi (nguvu ya juu ya mkazo na upenyo, urefu wa kiasi, ukinzani wa machozi na mikwaruzo, upinzani bora wa mafuta na petroli), nyenzo hii na baadhi. dosari.

Hali ngumu zaidi za uendeshaji zinazohusishwa na ongezeko la kasi ya mitambo na ukosefu wa mafuta ya kupoeza, husababisha ukweli kwamba vipengele vya mpira vinaweza kufanya kazi kwa halijoto ya hadi digrii +150. Wakati joto la uendeshaji linaongezeka juu ya thamani hii, muundo hutokea, na kisha uharibifu wa rubbers iliyoundwa kwa misingi ya NBR. Kwa maneno mengine, mpira unaopashwa joto huwa mgumu na brittle.

Mfiduo wa halijoto ya chini pia huwa na athari mbaya kwa bidhaa za mpira, ambazo zilitumika katika utengenezaji wa raba ya nitrile. Halijoto ya kufaa zaidi kwao inachukuliwa kuwa si chini ya -35˚С.

Marekebisho ya kisasa ya mpira

Ili kuunda bidhaa za mpira kwa kutumiaseti ya kipekee ya mali, marekebisho ya kisasa zaidi ya rubber hutumiwa. Raba za nitrile butadiene zenye hidrojeni huchukuliwa kuwa mojawapo ya maendeleo ya kuahidi katika urekebishaji. Zina sifa bora za usindikaji katika aina mbalimbali za uzalishaji wa mpira.

Mpira uliotengenezwa kwa msingi wa raba zilizobadilishwa na polyvinylchloride hutoa utendakazi dhabiti zaidi katika upinzani wa uvaaji wa hali ya hewa (hadi digrii -50) na halijoto ya juu zaidi ya kufanya kazi hadi digrii +160. Ni bora zaidi kuliko bidhaa zilizotengenezwa kwa msingi wa mpira wa nitrile kwa suala la upinzani wa machozi na upinzani wa kuvaa. Ina upinzani bora kwa ushawishi amilifu wa mazingira ya kemikali yenye fujo. Hata hivyo, mpira huu sio nguvu na elastic. Kwa hiyo, ili kuboresha sifa za usindikaji wa nyenzo, mara nyingi hutumiwa pamoja na aina za kawaida za rubber za nitrile.

Vulcanization

Mchakato wa kuathiriwa kwa raba za butadiene-nitrile hufanywa kwa kutumia salfa, pamoja na thiuram, peroksidi za kikaboni, resini za alkylphenol-formaldehyde na misombo ya organochlorine. Joto linaweza kutofautiana kutoka 140˚ hadi 190˚ Celsius. Wakati wa mchakato huu, sahani kubwa ya vulcanization huzingatiwa. Kuongezeka kwa maudhui ya NAC huchangia kuongezeka kwa kiwango cha vulcanization. Ubora wa raba zinazotokana hutathminiwa na sifa asili za vivulcanizer.

Mali

Sifa za BNC zimebainishwamaudhui ya acrylonitrile. Aina hii ya mpira ni mumunyifu sana katika ketoni, baadhi ya ufumbuzi wa hidrokaboni na esta. Hidrokaboni aliphatic na pombe kwa kivitendo hakuna athari katika kufutwa kwa mpira nitrile butadiene. Kuongezeka kwa utungaji wa acrylonitrile ya nyenzo huchangia hatua ya intermolecular kati ya minyororo ya polymer: zaidi NAA katika utungaji wa nyenzo, juu ya wiani na joto la mabadiliko ya kioo huongezeka. Kuongezeka kwa maudhui ya NAA hupunguza sifa za dielectri, hupunguza kiwango cha umumunyifu katika vimumunyisho vyenye kunukia na huongeza upinzani dhidi ya uvimbe katika hidrokaboni alifatiki.

Kulingana na mwendo wa upolimishaji wa mpira, inaweza kuzalishwa ikiwa na sifa tofauti za plastoelastic. Wanaweza kuwa:

• Ngumu sana (Defoe hardness 21.5 - 27.5 N). Wakati wa kuashiria mpira kama huo, herufi "T" huongezwa kwa jina lake.
• Imara (Defoe hardness 17.5 - 21.5 N).
• Laini (Defoe ugumu 7.5 - 11.5 N). Wakati wa kuashiria mpira kama huo, herufi "M" huongezwa kwa jina lake.

Kwa NBR zinazotengenezwa kwa alkilisulfonate kama vimiminishaji, herufi "C" huongezwa kwenye uwekaji alama. Kwa mfano, SKN-26MS ni mpira laini ambao una NAC iliyofunga 26%, na emulsifier ya alkili sulfonate inayoweza kuharibika ilitumika katika utayarishaji.