Бутадиен-нитрильный каучук (БНКС)

Бутадиен-нитрильные каучуки (БНКС) представляют собой базовый продукт, из которого получают резину с повышенной стойкостью в среде нефтепродуктов. Это синтетические полимеры, которые образуются в результате сополимеризации бутадиена и акрилонитрила. По свойствам сополимер зависит от степени содержания в нем бутадиена и нитрила – чем их выше, тем более высокой стойкостью к маслу обладает полимер.  

БНКС синтезировали в 1934 году в Германии и запатентовали под наименованием Buna-N. Полимер получил широкое распространение во время второй мировой войны в сфере военно-промышленного комплекса, особенно когда многие страны потеряли доступ к натуральному каучуку. В это время американским правительством была запущена программа по развитию производства синтетических каучуков. БНКС, получаемый в рамках данной программы, называли GR-N. 

Виды бутадиен-нитрильных каучуков

В семействе нитрильных каучуков можно выделить: 

• Гидрированный БНКС: Hydrated Nitrile Rubbers, hydrogenatedacrylonitrile-butadiene rubber, HNBR, HSN, highlysaturatednitrile; 

• Бутадиен-нитрильный карбоксилатный каучук: Carboxylated Nitrile, XNBR. 

Эти материалы отличаются лучшими механическими свойствами на фоне классического варианта БНКС. 

Свойства бутадиен-нитрильных каучуков

Самым важным свойством резин на основе БНКС называют стойкость к агрессивным средам, в том числе к продуктам нефтепроизводства. БНКС демонстрирует отличную устойчивость к воде, пластичным смазкам, минеральным маслам, алифатическим углеводородам, хладагентам, животным и растительным жирам и маслам, дизельному топливу с добавлением ароматических углеводородов до 40%. 

В условиях комнатной температуры БНКС стоек к большинству разбавленных кислот, солевых растворов и оснований. 

Можно использовать БНКС для керосина, глицерина, формальдегида, этиленгликоля, мазута. По масло- и бензиностойкости его можно сравнить только с кремний-органическими каучуками.  

БНКС устойчив к дизельному топливу, в составе которого присутствуют ароматические углеводороды, этилированным бензинам, гидравлическим жидкостям, разлагающимися биологически. 

Под воздействием силиконовых масел изделие из БНКС может сократиться в размерах.  

БНКС можно использовать при температурах в пределах -30 - +100 градусов Цельсия. Есть специальные исполнения материалов, которые можно эксплуатировать в более широком температурном диапазоне. 

По механическим свойствам, твердости и устойчивость к истиранию БНКС относится к категории материалов с повышенными характеристиками. Коэффициент трения для БНКС постоянный, стойкость к износу повышенная, динамические свойства хорошие. 

БНКС отличается способностью крепиться к металлам, поэтому широко используется для изготовления резинометаллических деталей, которые используются в маслах и топливах. 

БНКС не стоек к действию ароматических углеводородов, хлорированных углеводородов, антифризов и тормозных жидкостей. Растворяется в хлороформе, кетонах и этилацетате.  

Где применяют бутадиен-нитрильные каучуки

БНКС нашли применение в сферах, где требуется повышенная стойкость к химически активным средам и ГСМ, минимальная остаточная деформация и высокая эластичность. БНКС используется при производстве изделий и компонентов, которые будут эксплуатироваться в сложных условиях и непосредственном контакте с агрессивными средами: 

• Резиновых компенсаторов; 

• Сальников; 

• Уплотнителей; 

• Масляных и топливных шлангов; 

• Топливных баков; 

• Ремней привода; 

• Полиграфических офсетных пластин; 

• Подошвы обуви, стойкой к маслам; 

• Поршневых и штоковых уплотнителей; 

• Грязесъемников; 

• Уплотнений валов; 

• Прокладочных колец. 

Технология производства бутадиен-нитрильные каучуки

Молекулы БНКС – это сочетание чередующихся звеньев бутадиена и НАК:

—[-CH2-CH=CH-CH2-]n — [-CH2-CH(CN)-]m—

Процесс синтеза БНКС сопровождается радикальной сополимеризацией мономеров в водной эмульсии при температуре 5 градусов или при 30 градусах с добавлением эмульгатора. 

Особенность низкотемпературного БНКС состоит в улучшенных физико-механических и технологических свойствах. 

БНКС имеет цвет от светло-желтого до темно-коричневого. 

Выпускается в форме ленты, смотанной в рулон, брикетов, листов, гранул, порошков, крошки. 

В промышленности осуществляется выпуск композиции БНКС и ПВХ для получения изделий, стойких к износу и огню. 

Вулканизация БНКС осуществляется с применение серы или тетраметилтиурамдисульфида, чтобы получить резины, стойкие к повышенным температурам. Пластификаторами для материала служат сложные эфиры, а наполнителями мел, сажа, каолин и прочие вещества.