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嘉峪檢測網 2025-04-27 10:35
一、化學組成與結構特性
單體構成
NBR（丁腈橡膠）由丁二烯和丙烯腈共聚而成，分子鏈中含極性氰基（-CN），賦予其耐油性和與其他極性物質的相容性310。
丙烯腈含量影響
耐油性：丙烯腈含量越高（通常26%-50%），耐礦物油、燃料油及溶劑性能越強，但耐寒性下降。
物理性能：高丙烯腈含量膠料硬度高、拉伸強度大，但加工難度增加。
二、物理性能
力學性能
拉伸強度：中等丙烯腈含量（如28%）時綜合性能最佳，拉伸強度可達12-18 MPa。
耐磨性：優于天然橡膠（NR）和丁苯橡膠（SBR），適用于高磨損環境。
彈性與壓縮變形
回彈性：中等水平，可通過硫化體系優化（如過氧化物硫化）降低壓縮永久變形（壓變）。
耐壓縮變形：高溫工況下（如100℃以上）需配合耐熱配方（如低丙烯腈生膠）。
三、耐介質性
耐油性
對礦物油、潤滑油、燃料油及部分極性溶劑（如乙醇混合汽油）具有優異抵抗能力，是耐油密封件首選材料。
耐化學性
耐酸堿：中等，對強酸、強堿敏感，但優于NR和SBR。
耐臭氧與老化：優于NR，但弱于氯丁橡膠（CR）。
四、溫度適應性
耐熱性
長期使用溫度可達120℃，短期耐受150℃，高溫下易發生熱氧老化，需添加防老劑。
耐寒性
玻璃化轉變溫度（Tg）約-55℃，低溫下仍保持彈性，但高丙烯腈含量膠料耐寒性下降。
五、加工特性
硫化工藝
硫化體系：傳統硫磺硫化為主，高溫高壓下易采用過氧化物硫化（C—C交聯鍵）提升耐熱性。
二次硫化：150℃×2h可減少壓變，尤其適用于薄壁制品（如0.25mm密封圈）。
填充與補強
炭黑選擇：高結構度炭黑（如N774）可提高抗壓縮變形能力，但需控制用量避免硬化17。
并用橡膠：與氯丁橡膠（CR）、乙丙橡膠（EPDM）并用可改善耐候性和加工性。
六、特殊性能
介電性能
屬半導體橡膠，體積電阻約35 MΩ·m，介電強度9.88 MN/m，適用于需導電的密封場景。
粘接性
對金屬、塑料（如PVC）有良好粘接力，無需特殊處理即可使用。
應用領域
汽車工業：發動機油封、O型圈、濾清器密封（需耐120℃×72h壓變≤35%）。
石油化工：管道密封、燃料系統部件（如膜片、墊圈）。
航空航天：耐高溫高壓密封件，需結合氫化丁腈橡膠（HNBR）提升性能
關于NBR（丁腈橡膠）的壓縮永久變形（壓變）總結：
一、壓變影響因素及優化方向
配方設計
丙烯腈含量：丙烯腈含量越高，耐油性越好，但壓縮永久變形（壓變）也會增大。需平衡耐油性和壓變需求。
炭黑選擇：使用高結構度炭黑（如N774、990）可提高抗壓縮變形能力，但需避免過量導致膠料硬化。
防老劑與硫化體系：添加耐熱防老劑（如低丙烯腈生膠）和過氧化物硫化體系（C—C交聯鍵）能顯著降低壓變，尤其適用于高溫工況（如100℃以上）。
硫化工藝
硫化溫度與時間：二次硫化（如150℃×2h）可進一步交聯膠料，減少壓變，尤其適合薄壁制品（如0.25mm密封圈）。
硫化壓力：確保硫化壓力均勻，避免局部欠硫或過硫，影響材料致密性。
測試條件差異
試片 vs. 實物測試：試片壓變數據通常優于實物，因實際產品受形狀、裝配壓力等因素影響。需結合產品結構優化設計。
二、典型應用場景與案例
密封件優化
汽車濾清器密封圈：通過調整丙烯腈含量和硫化體系，100℃×72h壓變可從12%優化至≤35%。
O型圈：硬度70A、線徑Φ2.5mm的O型圈在120℃×72h工況下，壓變需≤35%，可通過過氧化物硫化+低硫高促配方實現。
特殊工況解決方案
高溫高壓環境：采用熱裂法炭黑+白炭黑并用體系，減少油類填充，增強交聯密度。
低硫/無硫體系：適用于超薄制品（如0.25mm密封件），壓變可控制在10%以下。
三、檢測與標準參考
測試標準
壓變測試通常遵循ASTM D395或GB/T 7759，需注意試樣制備、壓縮比（25%~30%）及測試溫度（如50℃、100℃、120℃）。
行業水平參考
100℃×72h壓變≤35%屬于中等水平，優化后可達到≤15%（如過氧化物硫化體系）。
四、常見問題與解決方案
壓變超標：檢查膠料分散性、硫化工藝是否達標，或更換高耐熱配方。
試片與實物差異大：優化模具設計（如溢邊控制）、調整裝配工藝（如減少過度壓縮）。
如需具體配方或設備參數，可進一步參考來源中的實驗數據及廠商建議。
來源：Internet
