Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ

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 ф-лы
1063-10.jpg

Структура и свойства каучуков. В макромолекуле бутадиен-нитрильных каучуков 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-нитрильных каучуков разл. типов составляет 17-52%. Вследствие нерегулярности строения бутадиен-нитрильные каучуки не склонны к кристаллизации.

Среднемассовая мол. масса1063-11.jpg отечественных каучуков составляет 250-350 тыс. (по данным седиментационного анализа бутадиен-нитрильного каучука, свободного от микрогеля); индекс полидисперсности1063-12.jpg= 3-7 (1063-13.jpg-среднечисловая мол. масса). Макромолекулы каучука характеризуются значит. длинноцепочечной разветвленностью. Бутадиен-нитрильные каучуки растворяются в кетонах, этилацетате, хлороформе, сополимеры с небольшим содержанием акрилонитрильных звеньев - также в толуоле и бензоле. Многие физ. св-ва 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

Бутадиен-нитрильные каучуки реагируют с О2, С12, по двойным связям - с меркаптанами, подвергаются избирательному каталитич. гидрированию по двойным связям. Нестабилизированные каучуки быстро разрушаются, особенно в присут. примесей соединений переходных металлов. При нагр. и действии ионизирующих излучений бутадиен-нитрильные каучуки структурируются, ок. 430 °С они разлагаются с выделением HCN. наиб. радиационностойки каучуки с ~ 40% акрилонитрильных звеньев. Бутадиен-нитрильные каучуки стабилизируют обычными окрашивающими или неокрашивающими антиоксидантами, напр. М-фенил-2-нафтиламином или 2,4,6-три-трет-бутилфенолом (1-3% от массы каучука).

Получение каучуков, их модификации. Бутадиен-нитрильные каучуки синтезируют радикальной сополимеризацией мономеров в водной эмульсии при 5°С ("холодная полимеризация") или 30°С ("горячая полимеризация") в присут. эмульгатора, напр. алкилсульфоната Na или Na-соли дибутилнафталинсульфокислоты, и регулятора мол. массы, напр. тррет-додецилмеркаптана или диизопропилксантогендисульфида. В кач-ве инициатора полимеризации применяют окислит.-восстано-вит. систему, напр. K2S2O8 и триэтаноламин. Степень превращения мономеров составляет обычно 70-80%. После обрыва полимеризации (напр., при помощи гидрохинона), введения в латекс антиоксидантов и отгонки непрореагировавших мономеров каучук коагулируют, промывают водой и сушат. Цвет бутадиен-нитрильных каучуков 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-нитрильных каучуков с ПВХ (обычно в соотношении 70:30 или 50:50), на основе к-рых 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 к-ты. К нитрильным каучукам относят также выпускаемые в пром-сти 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 (т. наз. альтернантные, или чередующиеся, каучуки), к-рые получают каталитич. сополимеризацией в р-ре или суспензии.

Технологические характеристики каучуков. Резиновые смеси. Вязкость по Муни (100°С) отечественных каучуков составляет 50-70 или 90-130 (соотв. "мягкие" и "жесткие" каучуки). Для большинства типов зарубежных каучуков и их композиций с ПВХ этот показатель лежит в пределах 40-90. Перерабатывают бутадиен-нитрильные каучуки 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 технологически совместимы с др. каучуками, напр. 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 кач-ве наполнителей резиновых смесей используют техн. углерод (сажу), мел, каолин, SiO2 и др., в кач-ве пластификаторов - гл. обр. 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. Наиб. важное св-во резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков - стойкость к действию агрессивных сред (бензина, керосина, мазута, смазочных масел, растит. и животных жиров, а также глицерина, этиленгликоля, формальдегида, морской воды, разб. H2SO4 и НС1). Резины, содержащие активные наполнители, характеризуются высокими прочностными св-вами, износостойкостью, сопротивлением тепловому старению (табл. 2). Бензо- и маслостойкость резин, а также многие др. их св-ва улучшаются с увеличением содержания в бутадиен-нитрильных каучуках акрилонитрильных звеньев. При гидрировании бутадиен-нитрильных каучуков резко возрастает теплостойкость резин.

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

Газо- и водопроницаемость резин из бутадиен-нитрильных каучуков значительно ниже, чем резин из неполярных каучуков (изопреновых, бутадиеновых, бутадиен-стирольных). Газопроницаемость тем меньше, чем больше содержание в каучуке акрилонитрильных звеньев, напр., коэф. газопроницаемости [в м2/(Па*с); 25°С] ненаполненных вулканизатов бутадиеннитрильных каучуков с содержанием акрилонитрильных звеньев 27 и 39% составляют соотв. 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 теплофиз. св-вам резины из бутадиен-нитрильных каучуков практически равноценны резинам из др. каучуков: их коэф. объемного расширения (4-6)*10-4 К-1, коэф. теплопроводности 0,25-0,40 Вт/(м*К), уд. 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; напр., для ненаполненных резин на основе каучуков с 17-20 и 36-40% этих звеньев р составляет соотв. 650 и 10 МОм-м. Электрич. .характеристики большинства техн. резин:1064-2.jpg~ 102 МОм*м; электрич. прочность 4-12 МВ/м;1064-3.jpg 10-20 (при 103-106 Гц); tg1064-4.jpg0,2-0,3.

Табл. 2. СВОЙСТВА РЕЗИН* НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ АКРИЛОНИТРИЛЬНЫХ ЗВЕНЬЕВ
Резины на основе бутадиен-нитрильных каучуков

* Наполнитель - активный техн. углерод (45-50 мас. ч.). Вулканизация 50-60 мин при 143°С.

Бутадиен-нитрильные каучуки 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 используют в произ-ве разнообразных изделий и деталей, эксплуатируемых в контакте с агрессивными средами, напр. уплотнителей, сальников, шлангов, приводных ремней, топливных баков для автомобильной, авиационной, нефтяной пром-сти, полиграфич. офсетных пластин, подошвы маслостойкой обуви и др. Каучуки применяют также как основу адгезивов, в кач-ве нелетучих и невымываемых пластификаторов пластмасс, бутадиен-нитрильные каучуки нек-рых типов - для изготовления оболочек электрич. кабелей, эбонита и др.

Мировое произ-во бутадиен-нитрильных каучуков св. 200 тыс. т/год (1982).


===
Исп. литература для статьи «БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ»: ДевирцЭ.Я., Новые типы бутадиен-нитрильных каучуков, М., 1977; Бутадиен-нитрильные каучуки. Синтез и свойства, М., 1982; Синтетический каучук, под ред. И. В. Гармонова. 2 изд.. Л., 1983; Dunn J. R., Cou It hard D. С. Pfisterer H.A., "Rubber Chem. and Techno!.", 1978, v. 51, № 3, p. 389^05; Bryd-son J.A., Rubber chemistry, L., 1978, p, 149-57. А. В. Пода.шнский. Б. Д. Бабицкип.

Страница «БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн