ნიტრილის ბუტადიენური რეზინა: თვისებები, წარმოება, გამოყენება

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

ნიტრილის ბუტადიენური რეზინი (NBR) არის ძირითადი ნედლეული ოპტიმალური გამძლეობით სხვადასხვა სახის რეზინის წარმოებისთვის. ეს არის სინთეზური პოლიმერული მასალა, რომელიც მიიღება ბუტადიენის აკრილონიტრილთან (NAC) კოპოლიმერიზაციით. მას შეიძლება ეწოდოს ნიტრილი, დივინილ-ნიტრილი, ბუტადიენ-აკრილონიტრილის რეზინი ან ბუტაკრილი. საერთაშორისო აღნიშვნით, ამ მასალას აქვს ეტიკეტირება NBR (ნიტრილი-ბუტადიენრუბრი), შიდა აღნიშვნით - SKN (ნიტრილის სინთეტიკური რეზინი).

სადაც შესაძლებელია

ამ ტიპის რეზინი ყველაზე ხშირად გამოიყენება იმ ინდუსტრიებში, სადაც მნიშვნელოვანია რეზინის პროდუქტების ოპტიმალური წინააღმდეგობა ქიმიურად აგრესიულ გარემოში. დიდი მნიშვნელობა აქვს ბუტადიენ-ნიტრილის რეზინის ისეთ თვისებებს, როგორიცაა მაღალი ელასტიურობა და მცირე მუდმივი დეფორმაცია. ეს მასალა ფართოდ არის გავრცელებულიგამოიყენება რეზინის ელემენტების წარმოებაში, რომლებსაც აქვთ უშუალო კონტაქტი ქიმიურად აქტიურ მასალებთან - ეს შეიძლება იყოს ყველა სახის ლუქები, ზეთის ბეჭდები, რეზინის კომპენსატორები, საწვავის და ზეთის შლანგები, წამყვანი ღვედები, საწვავის ავზები მანქანებისთვის, საავიაციო და ნავთობის მრეწველობისთვის, ბეჭდვის ოფსეტური თეფშები და სხვა პროდუქტები.

ამ რეზინაზე დაფუძნებული პროდუქტები არ შეშუპება ცხიმიან სითხეებში, ანტიფრიზსა და წყალში. ზოგიერთი სახის ასეთი მასალისგან კეთდება ელექტრული გაყვანილობის გარსი და რეზინის ხელთათმანები, რომლებსაც აქვთ განსაკუთრებული სიმტკიცე და აცვიათ წინააღმდეგობა. იგი გამოიყენება სხვადასხვა ადჰეზივების, დალუქვის და პოლიურეთანის ქაფის წარმოებაში. რეზინი არის საფუძველი წებოების წარმოებაში.

როდის და საიდან გაჩნდა ეს რეზინი?

ბუტადიენ-ნიტრილის რეზინის მიღება დაფიქსირდა 1934 წელს გერმანიაში. იმ დროს გერმანელმა მეცნიერებმა შექმნეს უნიკალური მასალა თავისი თვისებებით და დააპატენტეს Buna-N სახელით. მეორე მსოფლიო ომის დროს ახალ მასალაზე დიდი მოთხოვნა იყო სამხედრო ინდუსტრიაში.

ნატურალური ნედლეულის ნაკლებობის გამო, აშშ-ს უმაღლესმა ხელმძღვანელობამ დაიწყო სპეციალური პროგრამა, რომელიც მოიცავდა ბუტადიენ-ნიტრილის რეზინის და სხვა სახის სინთეზური ნედლეულის წარმოების აქტიურ განვითარებას რეზინის ნაწარმისთვის. ამ პროგრამის ფარგლებში წარმოებულ მასალას ეწოდა GR-N. დღეისათვის BNR გახდა ერთ-ერთი ყველაზე მოთხოვნადი სპეციალური დანიშნულების რეზინი. იგი მზადდება მსოფლიოს 20-ზე მეტ ქვეყანაში.

NBR წარმოება

ამ ტიპის მასალა მიიღება წყლის ემულსიაში კონსტრუქციული პოლიმერიზაციით. პროცესი ტარდება როგორც მაღალ, ასევე დაბალ ტემპერატურაზე. მათი წარმოების ძირითადი მონომერებია ბუტადიენი-1, 3 და აკრილის მჟავა ნიტრილი (NAC), შერეული გარკვეული პროპორციით. ეს ნივთიერებები არ არის დამოკიდებული ტემპერატურაზე. შემთხვევითი კოპოლიმერიზაციის კანონების გათვალისწინებით, უნდა აღინიშნოს, რომ მონომერების ამ ტანდემს უნდა ჰქონდეს აზეოტროპული კომპოზიციის თვისებები, რომელიც შეიცავს დაახლოებით 40% აკრილონიტრილს მონომერების ნარევში.

ამ ტიპის რეზინის წარმოებაში საჭიროა პოლიმერიზაციისთვის გამოყენებული ემულგატორების შედედებისას უფრო სრული გაწმენდის საჭიროება. წარმოებულ რეზინებში დასაშვებია მცირე რაოდენობით ნაცარი, მინერალური და აქროლადი მინარევები (არაუმეტეს 1%). ისინი შეიძლება დატვირთული იყოს შეღებვადი ან შეუღებავი ანტიოქსიდანტებით.

რა არის BNK

ჩვენს ქვეყანაში იწარმოება ისეთი ტიპის რეზინები, როგორიცაა ნიტრილის რეზინი-18 (SKN-18), ნიტრილ-ბუტადიენის რეზინი-26 (SKN-26) და ნიტრილ-ბუტადიენ რეზინი-40 (SKN-40). რიცხვითი მაჩვენებელი კლასებში გვიჩვენებს აკრილონიტრილის ერთეულების რაოდენობას პოლიმერებში. ისინი შეიძლება შეიცავდეს 18%, 26% ან 40% აკრილონიტრილს, შესაბამისად.

შემადგენელი ინგრედიენტების რაოდენობის შეცვლით, შეგიძლიათ მიაღწიოთ მიღებული მასალის სხვადასხვა თვისებებს. აკრილონიტრილის პროცენტიდან გამომდინარე, თვისებებირეზინები შეიძლება განსხვავდებოდეს სიმტკიცეში, სიბლანტეში, ზეთისა და ბენზინის წინააღმდეგობის მიხედვით. NAC-ის პროცენტული მაჩვენებელი გავლენას ახდენს სტრუქტურული ერთეულების ინტერმოლეკულურ ეფექტზე. სწორედ ეს ფაქტორი ახდენს გავლენას ეროვნული ეკონომიკის გარკვეულ სფეროებში ნიტრილის ბუტადიენის რეზინის გამოყენებაზე. მიუხედავად ამისა, იგი გამოიყენება როგორც ნედლეული სამრეწველო რეზინის პროდუქტების უზარმაზარი ასორტიმენტის დასამზადებლად.

მასალის ნაკლოვანებები

მიუხედავად იმისა, რომ BNR-ის დამატებით დამზადებულ რეზინის პროდუქტებს აქვთ შესანიშნავი ეფექტურობის მთელი სპექტრი (მაღალი დაჭიმვის სიმტკიცე და ელასტიურობა, ფარდობითი დრეკადობა, რღვევისა და ცვეთის წინააღმდეგობა, ზეთისა და ბენზინის შესანიშნავი წინააღმდეგობა), ამ მასალას და ზოგიერთი ხარვეზები.

მკაცრი სამუშაო პირობები, რომელიც დაკავშირებულია მექანიზმების სიჩქარის მატებასთან და გაგრილების ზეთის ნაკლებობასთან, იწვევს იმ ფაქტს, რომ რეზინის ელემენტებს შეუძლიათ მუშაობა მხოლოდ +150 გრადუსამდე ტემპერატურაზე. როდესაც სამუშაო ტემპერატურა ამ მნიშვნელობაზე მაღლა იწევს, ხდება სტრუქტურირება, შემდეგ კი NBR-ის საფუძველზე შექმნილი რეზინების განადგურება. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გახურებული რეზინი ხდება მყარი და მტვრევადი.

დაბალ ტემპერატურაზე ზემოქმედება ასევე უარყოფითად მოქმედებს რეზინის პროდუქტებზე, რომლებიც გამოიყენებოდა ნიტრილის რეზინის წარმოებაში. მათთვის ოპტიმალური სამუშაო ტემპერატურა ითვლება -35˚С-ზე არანაკლებ..

თანამედროვე რეზინის მოდიფიკაციები

რეზინის პროდუქტების შესაქმნელადთვისებების უნიკალური ნაკრები, გამოიყენება რეზინის უფრო თანამედროვე მოდიფიკაციები. ჰიდროგენირებული ნიტრილის ბუტადიენის რეზინები ითვლება მოდიფიკაციის ერთ-ერთ პერსპექტიულ განვითარებად. მათ აქვთ შესანიშნავი გადამამუშავებელი თვისებები სხვადასხვა სახის რეზინის წარმოებაში.

პოლივინილქლორიდის მოდიფიცირებული რეზინების ბაზაზე დამზადებული რეზინი იძლევა უფრო სტაბილურ ეფექტს ამინდის ცვეთის წინააღმდეგობას (-50 გრადუსამდე) და ექსტრემალურ სამუშაო ტემპერატურაზე +160 გრადუსამდე. ის მნიშვნელოვნად აღემატება ნიტრილის რეზინის ბაზაზე დამზადებულ პროდუქტებს ცვეთის წინააღმდეგობისა და აცვიათ წინააღმდეგობის თვალსაზრისით. აქვს შესანიშნავი წინააღმდეგობა ქიმიურად აგრესიული გარემოს აქტიური გავლენის მიმართ. თუმცა, ეს რეზინი არც ისე ძლიერი და ელასტიურია. ამიტომ მასალის დამუშავების თვისებების გასაუმჯობესებლად მას ყველაზე ხშირად იყენებენ ნიტრილის რეზინების ჩვეულებრივ ტიპებთან ერთად.

ვულკანიზაცია

ბუტადიენ-ნიტრილის რეზინების ვულკანიზაციის პროცესი ტარდება გოგირდის, აგრეთვე თიურამის, ორგანული პეროქსიდების, ალკილფენოლ-ფორმალდეჰიდის ფისების და ქლორორგანული ნაერთების გამოყენებით. ტემპერატურა შეიძლება განსხვავდებოდეს 140˚ დან 190˚ ცელსიუსამდე. ამ პროცესის დროს შეიმჩნევა ვულკანიზაციის დიდი პლატო. NAC-ის გაზრდილი შემცველობა ხელს უწყობს ვულკანიზაციის სიჩქარის ზრდას. მიღებული რეზინების ხარისხი ფასდება ვულკანიზატორების თანდაყოლილი მახასიათებლებით.

თვისებები

BNC თვისებები განისაზღვრებააკრილონიტრილის შემცველობა. ამ ტიპის რეზინი ძალიან ხსნადია კეტონებში, ნახშირწყალბადის ზოგიერთ ხსნარში და ეთერებში. ალიფატური ნახშირწყალბადები და ალკოჰოლი პრაქტიკულად არ მოქმედებს ნიტრილის ბუტადიენის რეზინების დაშლაზე. აკრილონიტრილის მასალის შემადგენლობის ზრდა ხელს უწყობს პოლიმერულ ჯაჭვებს შორის ინტერმოლეკულურ მოქმედებას: რაც მეტია NAA მასალის შემადგენლობაში, მით უფრო მაღალია შუშის გადასვლის სიმკვრივე და ტემპერატურა. NAA-ს გაზრდილი შემცველობა ამცირებს დიელექტრიკულ თვისებებს, ამცირებს ხსნადობის ხარისხს არომატულ გამხსნელებში და ზრდის წინააღმდეგობას ალიფატურ ნახშირწყალბადებში შეშუპების მიმართ.

რეზინის პოლიმერიზაციის კურსიდან გამომდინარე, მისი დამზადება შესაძლებელია სხვადასხვა პლასტოელასტიური თვისებებით. ისინი შეიძლება იყოს:

• ძალიან მყარი (დეფოს სიმტკიცე 21,5 - 27,5 ნ). ასეთი რეზინის მარკირებისას მის სახელს ემატება ასო „T“..
• მყარი (დეფოს სიმტკიცე 17,5 - 21,5 N).
• რბილი (დეფოს სიმტკიცე 7,5 - 11,5 ნ). ასეთი რეზინის მარკირებისას მის სახელს ემატება ასო „M“..

NBR-ებისთვის, რომლებიც დამზადებულია ალკილსულფონატებით, როგორც ემულგატორი, ასო "C" ემატება მარკირებას. მაგალითად, SKN-26MS არის რბილი რეზინა, რომელიც შეიცავს 26% შეკავშირებულ NAC-ს და მომზადებაში გამოყენებული იყო ბიოდეგრადირებადი ალკილის სულფონატის ემულგატორი.