溶液法NBR催化加氢的工艺流程,整个的过程由:NBR溶解、溶液法催化加氢、催化剂脱除与回收、产品凝聚、产品分离和清洗、溶剂去除和回收、产品后处理等步骤组成。首先将NBR溶解于适宜的有机溶剂(氯苯)中,加入加氢催化剂,用氮气置换系统后开始加入氢气,在一定的温度和压力下完成催化加氢过程,再进行催化剂回收,然后给反应物中加入凝聚剂(如甲醇等)将HNBR凝聚,从溶液中分离出凝聚物并进行清洗,再进行溶剂脱除和产品后处理。
近几年,在一些新机型上也大量使用了一些特种橡胶(包括HNBR)。H-NBRZN43259
均相配位催化剂目前常见的有三种:钯催化剂、铑催化剂和铱催化剂,钯型催化剂对水和空气稳定,贮运方便,可反复回收利用,但活性和选择性差;铱型催化剂氢化NBR具有非常高的活性和选择性,已成为HNBR开发的热点之一。铑型催化剂具有比较高的活性和选择性,RhH(PPh3)3型氢化铑催化剂可在溶液或乳液中对NBR进行催化加氢,反应所用溶剂为苯,温度为80~160℃,氢压为0.05~3MPa,时间2~10小时。为使催化剂稳定还需加入PPh3,催化剂和PPh3的用量分别为0.05%~20%、l%~25%(以NBR为基准),两者质量比为0.6/1~20/1。该催化体系具有高活性和选择性,氢化率比较低为95%。但铑资源紧张,价值昂贵,大规模生产应回收利用,有人用三氨基硅烷吸收了HNBR中81%的残余铑。ZN43058原装H-NBR赞南制品形式主要体现在例如螺杆泵定子、页岩气开发钻头,油气储罐以及开采过程中各类设备的密封圈、密封垫等。
耐化学介质和耐臭氧性能
HNBR在高温下能耐酸、碱和盐,能在强腐蚀性添加剂的润滑油和燃料油介质中工作。在模拟油田深井开采酸性液/气介质环境时(气相:5%H2S、20%CO2、75%CH4,液相:95%柴油、4%水、1%缓蚀剂),由实验曲线可以看出,FKM、TFE/P、NBR均不能承受高温下的酸性介质环境,而HNBR表现出比较好性能。HNBR试样的静态和动态耐臭氧性能测试结果表明,1000小时后试样未出现臭氧裂纹,显示出优异的耐臭氧老化性能
耐寒性:通常丁腈橡胶中腈基含量越高,玻璃化温度也越高,耐寒性变差。HNBR的玻璃化温度除了受腈基含量影响外,还与碘值(氢化率)有关。当丙烯腈含量小于34%时,随氢化率的增加,玻璃化温度上升。而在腈基含量高时,随着氢化率的增加,玻璃化温度变化不明显。由TR试验结果(ASTM D1329)可见(图5),当丙烯腈含量为34%时,随着氢化率增加,TR10值增加,当丙烯腈含量超过40%时,随着氢化率增加,TR10值降低。这种现象产生的原因在于HNBR的结晶化,**近开发的耐寒性HNBR不但能抑止氢化引起玻璃化温度上升,其耐热性也得到改善。
随着汽车、石油工业的发展,橡胶部件除要求耐油外,还需具有良好的耐热、耐高温、高压、耐氧等特性。普通丁腈橡胶(NBR)已远不能满足这些要求,尽管其中一些用途已为氟橡胶所取代,但氟橡胶价格昂贵。因此人们开始探求对NBR性能的改进,氢化丁腈橡胶就是为了满足这种新的需要而开发成功的。
HNBR的耐高温性为130~180℃,耐寒性为-55~-38℃且机械性能优良,与其它聚合物相比更能满足汽车工业的要求。用ZnO/甲基丙烯酸(MAA)补强的HNBR可制作三角带、等规三角带、多用三角环的底层胶、隔振器等;也可制备密封圈、密封件,耐热管等。在石油钻井中,要求橡胶制品必须耐受高温、高压、酸、胺、H2S、CO2、CH4等蒸汽的考验。而用HNBR制备的各种制品,可耐酸、耐油、耐溶剂。用ZnO/MAA补强的HNBR可用于制作钻井保护箱和泥浆泵用活塞.此外,采用打浆法将HNBR制成纸型垫圈可用作石油工业及汽车工业的密封垫圈。 橡胶材料在汽车的底盘、发动机、车身、燃油供给、冷却及制动变速等系统都有应用。
33、当氢化丁腈橡胶剩余双键含量<1%,只能采用过氧化物硫化,残余双键>5%时,可采用过氧化物或硫黄硫化。采用过氧化物硫化比用含硫化合物硫化有更好的耐热性和较低的压缩长久变形。常用的过氧化物硫化剂为Vul-cup40KE、PeroximonF-40,硫化促进剂HAV-2、TAIC、TMPT可提高硫化效率,避免发生焦烧。国内多采用DCP(过氧化二异丙苯)或BDPMH(2,5-二甲基-2,5(二叔丁过氧基)已烷)作硫化剂,当BDPMH用量为4~7份,促进剂TAIC用量为4份时,硫化胶的压缩长久变形率可低于20%。对于双键含量较高的HNBR,采用低硫高促硫化体系,也可获得具有较高耐热性和良好力学性能的硫化胶。为了进一步提高HNBR在高温下的耐热老化性能,配方中常使用防老剂并用,如:RD/MB或MB/二苯胺类防老剂445。适当加入金属氧化物,可进一步提高硫化胶的耐介质腐蚀性能。HNBR可耐150℃左右的高温性,耐-40℃以下的低温,机械性能优良,与其它聚合物相比更能满足汽车工业的要求。赞南石油锭子氢化丁氢
丁腈橡胶只能在120℃以下长期使用。H-NBRZN43259
HNBR的制备 HNBR的制备方法主要有三种:乙烯一丙烯腈共聚法、NBR溶液加氢法和NBR乳液加氢法。丙烯腈一乙烯共聚法制备HNBR时,由于共聚反应中各单体的反应速率差异很大(rAN=0.04,rE=0.8),比较难控制,且所行聚合物性能还不太好,此法尚处于小试研究阶段. NBR的乳液加氢法是利用对甲基磺酰肼热分解产生得到二酰亚胺,它是有效的加氢还原剂,1984年由WideMan***发表了用二酰亚胺作还原剂制备乳液HNBR的工艺,他发现NBR胶乳可在水合肼、氧气或双氧水等氧化剂以及铜、铁等金属离子引发剂的作用下直接生成HNBR。美国GoodYear橡胶轮胎公司的Parker等采用乳液加氢法制得了HNBR胶乳,其配方为(质量份):NBR胶乳: 100g,CuSO4 5H2O: 0.008g,十二烷基***钠: 0.15g,消泡剂,水合肼: 15.6g,H2O2: 16.66g。在反应器中加人NBR胶乳,CuSO4·5H2O,表面活性剂,加热至45~50℃,加入水合肼,然后在以后7h内加完H2O2,并添加消泡剂,恒温搅拌1小时可得HNBR。由于氢化母体(对甲苯磺酰肼)价格昂贵,氢化速率慢,此法尚处于小试阶段。H-NBRZN43259
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