航空航天领域
我国的航空橡胶及制品是上世纪五十年代随歼击机从前苏联一起引进的。从80年代至90年代初期,我国按法国NF标准研制了直升飞机用包括氯丁、丁腈、硅、氟硅和氟橡胶在内的16个牌号的橡胶胶料,按美国MIL、AMS 和英国DDT 、MSRR标准的要求研制了歼击机和航空发动机用三元乙丙、氟橡胶等10个牌号的橡胶胶料,90年代中期,研制了包括丁腈、硅、氟硅和氟橡胶等在内19个牌号的胶料,期间业界也有人曾经呼吁用HNBR代替NBR。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),可见,我国的航空橡胶制品也在加快更新换代。
NBR作为传统的耐矿物油橡胶材料,在飞机的燃油系统和液压系统有着***的使用。但是,随着飞机性能的提高,NBR的耐热和耐介质性能受到挑战。所以,将会用HNBR来代替NBR,提高飞机的燃油系统和液压系统用橡胶材料的化学稳定性和热稳定性。另外,HNBR在飞机空气调节系统、消火系统有了用武之地,被用作密封件、膜片、活门、胶管的材料。根据我国大型商用飞机用橡胶材料的选用预案,其中之一就是减少丁腈及氯丁橡胶用量,增加特种橡胶的用量。所以,在航天和航空行业,未来HNBR大有替代NBR的趋势。 全球能够产业化生产HNBR的几家公司均采用溶液法NBR催化加氢的工艺技术。瑞翁赞南氢化丁晴
NBR的溶液加氢法是在NBR溶液中,用氢气进行加氢。NBR分子链上的丙烯睛含量决定了它的耐油性,氢化NBR时,只对二烯单元的双键选择性加氢还原成饱和键,并不氢化丙烯腈单元的侧链睛基—C≡N。目前这种加氢法主要选用两种催化剂,即非均相载体催化剂和均相配位催化剂。首先问世的非均相载体催化剂是以碳为载体的Pd/C催化剂,这种催化剂的选择性高,氢化率比较高达95.6%,但在加氢反应中,与炭黑亲合的二烯橡胶易吸附在炭黑表面,搅拌时炭黑易凝聚成块,存在于HNBR中,对其硫化特性会产生不良影响。日本瑞翁公司选用SiO2为载体的Pd/SiO2催化剂,已实现了工业化。这两种载体催化剂氢化NBR时,NBR催化剂残留物或聚合反应中使用的助剂可能粘附于载体表面或滞留在微孔内,使催化剂活性急剧下降,影响再次使用。ZN35258原装H-NBR新货赞南采用硫黄硫化的HNBR胶料,其粘合性能比过氧化物硫化要高得多,胶料中的硫易与纤维或金属材料起化学反应。
密封垫,衬垫,O形圈类:近年来,油井和气井的钻探越来越深,温度更高,工作环境更恶劣,氟橡胶密封件在这样的环境都容易损坏。在高温和高压下对橡胶性能影响比较大的介质是H2S,CO2,甲烷,柴油,胺缓蚀剂,蒸汽以及酸类,而HNBR对上述化学介质有极好耐受性能,特别适合生产油井、气井用防暴器,钻管护罩,栓塞,阀门密封圈,泵类活塞,动力电缆护套,胶管等橡胶零部件。HNBR的耐辐射性能比硅橡胶,氟橡胶,聚四氟乙烯好,还适宜作核电站的各种橡胶密封件。
胶辊:HNBR具有良好的耐化学药品性能和耐热性,适于制作各种工业用橡胶胶辊,特别是耐油性和耐磨耗性非常优异的ZSC更为引人注目,ZSC即使硬度超过90度,其加工粘度也很低,易成型,比聚氨酯橡胶的强度、耐水性、耐油性都有大的改进,适合用作高硬度橡胶辊筒材料,如印刷胶辊,工业胶辊等。
33、加工性及粘合性:HNBR的加工性能优于FKM,与普通NBR相似,可以填充较多的填料。采用硫黄硫化的HNBR胶料,其粘合性能比过氧化物硫化要高得多,原因是胶料中的硫易与纤维或金属材料起化学反应。HNBR与纤维粘合一般采用HNBR胶乳,常规的浸胶处理粘合效果不好,由于HNBR胶乳与HNBR母胶完全相容,当交联剂扩散到界面上后,与母胶产生硫化反应,形成化学结合。由不同的胶乳对芳纶与涤纶粘合的对比试验可以看到,采用HNBR胶乳处理的芳纶与涤纶的粘合性能比用其它胶乳效果好。通过对HNBR进行化学改性如引入恶唑啉(oxazo-line)官能团,能使HNBR与玻璃纤维的粘合力提高41%。随腈基含量的增加,HNBR在油中浸泡的体积变化减小,但低温性能有所损失。氢化度大的HNBR耐老性和耐磨性好,但压缩长久变形增大,氢化度小的HNBR则具有较高的强度、较好的动态性能和低温性能。氢化丁腈橡胶耐热性能,耐化学腐蚀性能(对氟利昂、酸、碱的抗耐性),耐臭氧性能,压缩变形性能。
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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。瑞翁赞南氢化丁晴
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