氢化丁腈橡胶

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氢化丁腈橡胶耐温范围

氢化丁腈橡胶耐温范围

氢化丁腈橡胶耐温范围氢化丁腈橡胶(HNBR)是一种具有出色耐热性能的合成橡胶材料。

它在高温环境下表现出卓越的耐候性、耐油性和抗老化能力。

在本文中,我们将探讨氢化丁腈橡胶的耐温范围、其在不同温度下的特性以及其适用性。

1. 什么是氢化丁腈橡胶?氢化丁腈橡胶是由丁腈橡胶(NBR)经过氢化处理而得到的一种改性橡胶材料。

氢化处理将部分丁腈单体中的双键转变为单键,从而提高了其耐热性能。

它通常以HNBR缩写来表示。

2. 氢化丁腈橡胶的耐温范围HNBR具有良好的耐高温性能,其耐温范围通常在-40°C至150°C之间。

这使得它能够在广泛的工业应用中承受高温环境下的挑战。

相比于一般丁腈橡胶,HNBR可以在更高的温度下保持其物理性能和化学特性。

3. 氢化丁腈橡胶的特性在不同温度下,HNBR表现出不同的特性,这些特性对其在不同应用中的适用性至关重要。

a. 低温特性:HNBR在低温下仍能保持其弹性和柔软性。

在-40°C的极寒环境下,它能保持较好的尺寸稳定性和耐用性。

b. 中温特性:在中温范围内,HNBR表现出较高的可塑性和弹性模量,这使其成为许多密封应用的理想选择。

它在温度为~80°C至100°C之间表现出最佳的物理性能。

c. 高温特性:HNBR在高温环境下仍然能保持良好的弹性和耐久性。

在持续暴露于150°C的高温下,它仍然能够保持其原有的弹性模量和拉伸强度。

4. 氢化丁腈橡胶的应用HNBR由于其出色的耐温性能,在许多工业领域中得到广泛应用。

以下是一些常见的应用领域:a. 汽车工业:HNBR被广泛用于汽车发动机和传动系统的密封件、振动垫圈等部件中,以应对高温和高压的环境要求。

b. 石油和天然气行业:HNBR在石油和天然气开采、输送和处理过程中,用于制造密封件、O型圈和其他耐热部件。

c. 制药和食品工业:HNBR广泛应用于制药和食品加工设备中的密封件,以满足高温和卫生要求。

氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究

氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究

氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究1. 引言1.1 主题介绍近年来,氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究备受关注。

这种体系结合了氢化丁腈橡胶优异的耐热性和化学稳定性,以及过氧化物硫化技术的高效性和环保性。

本文将对此体系进行深入研究和综述。

1.2 主题重要性氢化丁腈橡胶广泛应用于汽车、航空航天等领域。

而过氧化物硫化体系则为橡胶制备提供了一种高效、低能耗的方法。

对氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究有助于提高橡胶制品的性能和降低生产成本,具有重要的实际应用价值。

2. 氢化丁腈橡胶简介2.1 氢化丁腈橡胶的特性氢化丁腈橡胶是一种具有优异耐热性、抗老化性和化学稳定性的合成橡胶。

它具有广泛的应用领域,如汽车制造、电缆绝缘材料、液压密封件等。

2.2 氢化丁腈橡胶的制备方法氢化丁腈橡胶的制备主要通过丁腈橡胶的部分氢化反应实现。

制备过程中,需要考虑氢化程度、反应条件和催化剂等因素对橡胶性能的影响。

3. 过氧化物硫化技术简介3.1 过氧化物硫化的原理过氧化物硫化是一种利用过氧化物作为交联剂的橡胶硫化方法。

其原理是过氧化物在一定的条件下分解产生活性自由基,进而与橡胶链发生交联反应,形成硫化网状结构。

3.2 过氧化物硫化的优势比较传统的硫化剂,过氧化物硫化技术具有能耗低、环保性强、交联效果好等优势。

该技术还能降低橡胶中挥发性有机化合物的含量,提高产品的质量和安全性。

4. 氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系研究进展4.1 影响因素的研究在氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系的研究中,研究人员主要关注催化剂的选择、交联剂的种类和添加量,以及反应条件对体系性能的影响等因素。

这些研究有助于优化体系,提高交联效果和性能稳定性。

4.2 性能评价方法的研究在对氢化丁腈橡胶过氧化物硫化体系进行研究时,对其性能进行准确评价是非常重要的。

研究人员一直致力于开发合适的方法和技术,如拉伸性能测试、硫含量分析和扫描电子显微镜等,以评估橡胶体系的性能。

新材料—氢化丁腈橡胶(HNBR)

新材料—氢化丁腈橡胶(HNBR)

新材料—氢化丁腈橡胶(HNBR)特种橡胶制品第22卷第3期新材料——氢化丁腈橡胶(HNBR)李昂(中橡集团西北橡胶塑料研究设计院,陕西咸阳712023)摘要:简要介绍了新材料一氢化丁腈橡胶的结构与性能,加工与配台,用途与品牌. 关键词:氢化丁腈橡胶;结构;性能;加工;配合;用途;品牌中国分类号:TQ333.7文馘标识码:A文章编号:10(15—4030(2001)03一o0l8—03 结构与圳篙萎丁二烯鲥氢氢化丁腈橡胶是具有优异性能的新型弹性七c一c}F==c卜c寻cH2一c}'击}c~C}}一CH2NBR分子结构rH…催化剂CN七cH2—c}壬一c卜卜-cc一cH2一cH2一cc一H号c一cHC}b—CCNHNBR分子结构从反应式看出,丁腈橡胶的分子链由于氢化发生了变化,由不饱和性结构变成了饱和性结构.氢化丁腈橡胶保留了腈基,赋于它具有优良的耐油性,耐药品性;丁二烯链氢化为乙烯及其异构型链,赋于它具有优良的耐热性,耐侯性,化学稳定性,提高橡胶弹性,降低结晶性;又保留了少量的不饱和双键,是硫黄硫化或过氧化物硫化的交联点,同时少量的双键也改善了它的耐寒性和压缩永久变形.HNBR的化学结构与性能列于表1中.氢化丁腈橡胶的耐油和耐热性低于氟橡胶而高于丁腈橡胶和丙烯酸酯橡胶;它的加工性能和综合机械性能均优于氟橡胶和其它橡胶.它是一种适应汽车工业,航空工业和石油工业快速发展的新型弹性材料.2加工与配合[2.1-6,5d】氢化丁腈橡胶的混炼,硫化工艺与丁腈橡胶收稿日期:2001—0221相似.硫化体系:过氧化物硫化,用1.4一双(叔丁基过氧异丙基)苯(质量分数为40%)2份在170℃硫化20mln;用二叔丁基过氧化物3份在160℃硫化20rain.硫黄硫化,用TMTD2份,硫黄0.5份,次磺酰胺(a强)0.5份或TMTD4份,二硫代二己内酰胺3份的硫化体系均在160℃硫化20rain.防护体系:主要用二苯胺类防老剂.也有不加防老剂的.补强体系:用N550FEF炭黑50—60份;HAF炭黑40—6o份,胶料可以获得较好补强效果.如用ZnO—MAA(氧化锌30份一甲基丙烯酸40份)补强体系L,可以获得高强度的氢化丁腈橡胶.其它助剂:活性剂用硬脂酸1份,氧化锌2—5份,氧化镁2—10份;增塑剂DOP20份. HNBR的基本配方列于表2中.2001矩李昂新材料——氢化丁腈橡胶(阳怊R)l9 襄1HNBR的分子链段与性能…名称丹子链段性能…锻一CN……己烯链段异构型乙梅链段一七一f}}一一吼耐热.耐化学药品耐臭氧.氍温特性提高椽腔弹性,降低结晶性三竺竺一一口一~嚣蔷嚣点3用途与品牌3.1用途f7,8]由于氢化丁腈橡胶耐热,耐油,耐老化和优越的物理机械性能,用途非常广泛.汽车工业,用作同步胶带,燃料胶管,动力软管,油冷器软管,液压密封件,水泵密封件,发动机衬垫和燃料泵膜片等.石油工业,用作油井及气体开采所用旋转密封件,"o"型圈,碟式阀密封件,软管,防喷射机配件,钻探胶管护套和泥浆泵活塞等.航空工业,用作火箭燃料胶囊,发动机配件等.其它工业,用作电缆被覆材料,工业用胶辊,OA机器胶辊,地热工业用密封件及衬里,传送带,高温碳氢化合物软管,刮水器,抽汲盘,小滚筒,防振器,坦克履带垫片和医疗机械配件等.3.2品牌【5,7】氢化丁腈橡胶目前主要有日本瑞翁公司,德国拜尔公司和加拿大宝兰山公司3家生产,品牌分别为Zetpol,Therbon和Tomae,现将HNBR生产品牌和主要性能列于表3.襄2HNBR的配方6?5?'双特丁基过氧异丙基苯77一一一一一一化镕一一一5—5一一一一O505一一一一一一2244一一DM一一一一一一一1.511dTM一一一一一一一.3一一一一一一一一二硫代己内酰胺一一一一33一一cBs一一0.505一一一一取代基二苯胺一一一一一一,Mz一一一一一一2225一二甲基一2—5二(叔丁基过氧)已烷一一一一一一10一l2聚丁二烯助剂(68%)一一一一一一1—O51.5一一一o517o71707S,2020均为}嗽的牌号一一一一一特种橡胶制品第22卷第3期表3啪生产品牌和主要性能参考文督L1]泯母宏之水隶化=}J厶[J]F1奉厶协会志1993.69(9):653.[2]Kube?OIZNBR—afunctionaldescriptionofperformance[J] K?G?K.1998.51{4):242.f31西村浩一高强度水索化NBRZe~fortezsc^j.水J7了,彳,,1991,28):53.[4】HAyASHI—SLowtOlll~1"Sttirepmperti~hydrogenatednhe几l‰LJ]R-c-T.1991.64(4):5345]KBmoBIO?CZugupot3aHH.eBeH—HH№wn口uucHH¨e)n]K'uP.1990.6:28.[6]Thovgf~r—jc}.£出吨systemeffect0nPc∞clgbehavior andperformanceprofileofHN】3RJ]Rubberwodd,1989.201<2)25[7]三详贸易株式会社.水捺化二J厶TO~NAC"[J].I】一穸"工.1989.1:49[8】Kubo?YK?G?K[J】.1987,40(2):1l8[9】KLir~eder'R'C.strengthmmpoundofh~tumtednitri[eanditsapptications[J]Rubberworld,19943.202(3){26NewMaterial——HNBRLIAng(NorthwestRubberProductsResearchInstitute,ShaanxiXimlymlg712023,China) Abstract:Thestructureandproperties,thetechnologyandcompounding,theriseandbreedde signationof HNBR——anewtypeofnewmamrialWaSintroducedinthispaper.Keywords:HNBR;structure;properties;technology;compounding;use;breeddesignation 全国橡胶工业信息发布会将干10月举行一,会议主要内容6.发布20世纪90年代中国及世界橡胶工业1,请中国石油和化工协会科技办领导介昭我国橡胶工业"十五"科技发展规划及"十五"期间需要研制,开发,工业化的重点项目和主要政簸措施.2专家介绍国外橡胶工业技术创新成果及21世纪国外橡胶工业科技发展趋势.3中国橡胶工业会各专业分会介绍轮胎,摩托车胎,自行车胎,胶鞋,胶管,胶带,乳胶制品, 工业橡胶制品,再生胶,橡胶机械及橡胶原材料等行业近年来技术创新成果及市场动态.4.中国橡胶工业协会发布2oo1年我国橡胶工业经济形势和2002年发展预测.5.各科技院所,大专院校及相关单位发布科研成果,新技术,新材料,新设备信息及技贸洽谈. 重大科技新闻.7.中国橡胶网电子商务近况及发展;从网上搜集橡胶信息的方法和经验交流.二,会期及会址1.会议时间:2001年10月下旬,会期3天.2.会议地址:浙江省宁波市(具体开会时闻及地点另行通知)中国橡胶工业协会地址:北京市西城区六铺炕街l号邮编10o01l联系人:刘世平电话:(010)62004175传真:(010)62063232侯风霞电话:(010)62004175传真(010)62029149。

氢化丁腈配方

氢化丁腈配方

氢化丁腈配方氢化丁腈是一种重要的化学原料,广泛应用于橡胶、塑料、涂料等行业。

本文将介绍氢化丁腈的配方及其制备方法。

一、氢化丁腈的配方氢化丁腈的配方主要包括以下几个关键成分:1. 丁腈:作为氢化丁腈的原料,其质量应符合相关标准,纯度要求高。

2. 氢气:用于氢化丁腈反应的还原剂,纯度要求高,通常采用工业级氢气。

3. 催化剂:常用的催化剂有铝锂合金、钠铝合金等,用于促进氢化反应的进行。

4. 溶剂:可选择适当的溶剂,如甲苯、二甲苯等,用于调节反应体系的浓度和温度。

二、氢化丁腈的制备方法氢化丁腈的制备方法主要包括以下几个步骤:1. 反应体系的准备:将丁腈和溶剂按照一定比例加入反应釜中,加热至适当温度。

2. 催化剂的加入:将催化剂加入反应体系中,搅拌均匀。

3. 氢气的通入:将氢气通入反应釜中,控制通气速度和压力,保持适宜的反应条件。

4. 反应过程的控制:根据反应体系的温度、压力等参数,控制反应时间和反应程度。

5. 反应结束及产物处理:反应结束后,停止通气,冷却反应体系,将产物分离、洗涤、干燥等处理。

三、氢化丁腈的应用氢化丁腈作为一种重要的化学原料,具有广泛的应用领域:1. 橡胶工业:氢化丁腈可以用于制备氢化丁腈橡胶,具有优异的耐油、耐热性能,广泛应用于汽车轮胎、密封件等领域。

2. 塑料工业:氢化丁腈可以用于制备氢化丁腈树脂,具有良好的耐候性和耐化学腐蚀性能,可用于制作管道、阀门等耐腐蚀的塑料制品。

3. 涂料工业:氢化丁腈可以用于制备氢化丁腈涂料,具有良好的附着力和耐候性,广泛应用于金属涂装、建筑涂料等领域。

4. 其他应用:氢化丁腈还可以用于制备胶黏剂、油墨、合成纤维等,具有广泛的应用前景。

综上所述,氢化丁腈是一种重要的化学原料,其配方和制备方法对于产品质量和性能具有重要影响。

在应用过程中,需要根据具体需求选择合适的配方和工艺参数,以获得理想的产品效果。

氢化丁腈橡胶开发与生产方案(一)

氢化丁腈橡胶开发与生产方案(一)

氢化丁腈橡胶开发与生产方案一、实施背景随着全球工业的不断发展,对高品质橡胶材料的需求也在日益增长。

氢化丁腈橡胶(HNBR)作为一种性能优异的特种橡胶,具有极佳的耐油、耐热、耐臭氧老化等特性,被广泛应用于汽车、石油、化工、航空航天等领域。

为满足市场需求,提高我国橡胶工业的国际竞争力,本方案致力于研究和开发高性能的氢化丁腈橡胶,并推动其产业化生产。

二、工作原理氢化丁腈橡胶(HNBR)是通过丁腈橡胶(NBR)在催化剂作用下,经氢化处理制得的。

在这个过程中,丁腈橡胶分子链上的双键被氢气加成,使分子链饱和度增加,进而提高了橡胶的耐热性、耐臭氧老化性、耐化学介质腐蚀性等。

此外,氢化丁腈橡胶还具有优异的机械性能,如高拉伸强度、低压缩永久变形等。

三、实施计划步骤1. 技术研究:开展氢化丁腈橡胶合成工艺研究,优化催化剂种类和用量、反应温度、压力等工艺参数,提高氢化丁腈橡胶的性能。

2. 生产工艺开发:在技术研究的基础上,进行中试生产,验证氢化丁腈橡胶生产工艺的可行性。

并根据中试结果,对工艺进行进一步优化。

3. 生产线建设:根据生产工艺要求,设计和建设氢化丁腈橡胶生产线。

包括原料储存和输送、反应釜、催化剂回收、产品后处理等单元。

4. 人员培训:对生产线操作人员进行专业培训,确保他们掌握氢化丁腈橡胶生产工艺和设备操作技能。

5. 产业化生产:在生产线建设完成并通过验收后,进行氢化丁腈橡胶的产业化生产。

在生产过程中不断优化工艺参数,提高产品质量和产量。

6. 市场推广:积极开展市场推广活动,拓展氢化丁腈橡胶的应用领域和市场份额。

四、适用范围本方案适用于汽车密封件、石油开采设备密封件、化工设备密封件、航空航天密封件等领域对高性能橡胶材料的需求。

五、创新要点1. 本方案采用先进的氢化技术,通过优化催化剂种类和用量、反应温度、压力等工艺参数,提高了氢化丁腈橡胶的性能。

2. 本方案注重环保和可持续发展,在催化剂回收和产品后处理单元采用绿色化工技术,减少了废弃物排放和环境污染。

2024年氢化丁腈橡胶市场环境分析

2024年氢化丁腈橡胶市场环境分析

2024年氢化丁腈橡胶市场环境分析引言氢化丁腈橡胶(HNBR)是一种优质的合成橡胶材料,具有出色的耐热性、耐油性和耐腐蚀性。

氢化丁腈橡胶广泛应用于汽车、航空、石油化工等行业,具有巨大的市场潜力。

本文将对氢化丁腈橡胶市场环境进行分析,包括市场规模、竞争格局、需求驱动因素等。

市场规模分析氢化丁腈橡胶市场在过去几年中呈现稳定增长的趋势。

由于其优异的性能特点,不断增长的需求驱动了市场的扩大。

根据行业研究报告,全球氢化丁腈橡胶市场在2019年达到X亿美元,预计到2025年将增长至Y亿美元。

这一增长主要来自于汽车行业和石油化工行业对氢化丁腈橡胶的需求增加。

竞争格局分析目前,氢化丁腈橡胶市场存在着激烈的竞争。

大型橡胶生产企业在市场上占据主导地位,包括公司A、公司B、公司C等。

这些公司具有先进的技术和生产能力,能够提供高质量的氢化丁腈橡胶产品。

此外,市场上还存在一些中小型企业,它们主要在地区市场或特定领域中有竞争力。

随着氢化丁腈橡胶市场的扩大,竞争将进一步加剧。

需求驱动因素分析氢化丁腈橡胶市场的需求驱动因素主要包括以下几个方面:1. 汽车行业需求增加:随着全球汽车产量的增加,氢化丁腈橡胶在汽车制造中的应用不断扩大。

汽车行业对氢化丁腈橡胶的需求占据了市场的主要份额。

2. 石油化工行业需求增长:氢化丁腈橡胶在石油化工行业中广泛应用于密封件、管道等领域。

随着石油化工行业的发展,对氢化丁腈橡胶的需求也在增加。

3. 新兴市场需求增加:新兴市场的工业化进程和经济发展带动了对氢化丁腈橡胶的需求增长。

其中,中国和印度等国家是氢化丁腈橡胶市场的主要增长驱动力。

市场风险分析氢化丁腈橡胶市场面临一些潜在的风险和挑战。

其中包括以下几个方面: 1. 原材料价格不稳定:氢化丁腈橡胶的生产过程需要使用多种原材料,如丁腈橡胶、氢气等。

原材料价格的波动可能会对市场造成影响。

2. 环保压力增加:由于氢化丁腈橡胶的生产过程中可能产生污染物,环保压力增加可能会导致市场的变动和产品替代。

氢化丁腈橡胶开发与生产方案(二)

氢化丁腈橡胶开发与生产方案(二)

氢化丁腈橡胶开发与生产方案一、实施背景随着科技的不断发展,高分子材料在各个领域的应用越来越广泛。

氢化丁腈橡胶(HNBR)作为一种高性能的高分子材料,具有优异的耐油、耐热、耐磨、耐臭氧等性能,被广泛应用于汽车、石油、化工、机械、电子、航空航天等领域。

目前,国内HNBR市场主要依赖进口,因此,开展HNBR的开发与生产具有重要的战略意义和经济价值。

二、工作原理HNBR是由丁腈橡胶(NBR)经过氢化处理而得到的一种高分子材料。

氢化处理是指在一定温度和压力下,将NBR 中的双键与氢气发生加成反应,使分子链中的双键饱和度提高,从而改善其性能。

具体来说,氢化处理使得HNBR的分子链结构更加规整,分子间作用力增强,从而提高了其耐热性、耐磨性、耐臭氧性等性能。

三、实施计划步骤1. 原料准备:准备丁腈橡胶(NBR)原料,并根据需求进行配料。

2. 混炼:将NBR原料放入密炼机中,加入适量的助剂,进行混炼。

混炼的目的是使原料充分混合均匀,同时提高橡胶的可塑性。

3. 压片:将混炼好的橡胶放入压片机中,进行压片。

压片的目的是使橡胶具有一定的形状和厚度,便于后续的加工处理。

4. 硫化:将压好的橡胶片放入硫化机中,在一定的温度和压力下进行硫化处理。

硫化的目的是使橡胶分子链之间形成化学键连接,从而提高橡胶的物理性能和化学稳定性。

5. 氢化:将硫化好的橡胶片放入氢化反应釜中,在一定的温度和压力下进行氢化处理。

氢化的目的是使橡胶分子链中的双键与氢气发生加成反应,从而提高橡胶的耐热性、耐磨性、耐臭氧性等性能。

6. 后处理:将氢化好的橡胶片进行切割、打磨、包装等后处理工序,得到最终的HNBR产品。

四、适用范围HNBR因其优异的性能特点,被广泛应用于以下领域:1. 汽车工业:HNBR主要用于汽车密封件、O型圈、油封等部件的生产。

其优异的耐油性和耐高温性能能够满足汽车发动机等高温部件的密封要求。

2. 石油工业:HNBR可用于制作石油开采设备中的密封件、O型圈等部件。

氢化丁腈橡胶 高温 副产物

氢化丁腈橡胶 高温 副产物

氢化丁腈橡胶高温副产物
氢化丁腈橡胶是一种高温耐性较好的橡胶材料,广泛应用于高温环境下的密封、绝缘、防护等领域。

副产物是在氢化丁腈橡胶制造过程中产生的次要产品或废弃物。

氢化丁腈橡胶的副产物可以包括以下几个方面:
1. 丁腈橡胶的制备过程中可能会生成一些副产物,如气体、废水和废气。

这些废弃物需要进行处理和排放,以符合环保要求。

2. 在氢化丁腈橡胶的生产过程中,可能会产生一些固体废弃物,如废料、剪切废物等。

这些废弃物通常会进行回收、再利用或者进行妥善处理和处置。

3. 氢化丁腈橡胶材料在使用过程中,可能会发生老化、磨损、损坏等情况,产生废弃的橡胶制品。

这些废品可以进行再生利用或者进行橡胶废弃物的回收、处理和处置。

针对上述副产物,需要采取有效的环保措施和处理方法,如废水处理系统、废气净化设备、固体废弃物处理设施等,以减少对环境的影响并实现资源的最大化利用。

同时,通过科学严谨的生产工艺和管理,尽量减少副产物的产生,达到绿色环保的生产方式。

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氢化丁腈橡胶氢化丁腈橡胶(简称HNBR)是通过氢化丁腈橡胶主链上所含的不饱和双键而制得,又称为高饱和度丁腈橡胶。

由于HNBR具有合理的分子结构,因此不仅继承了NBR的耐油、耐磨等性能,而且还具有更优异的耐热、耐氧化、耐臭氧、耐化学品性能,可以与氟橡胶相媲美,在许多方面可取代氟橡胶、CR、NBR等特种橡胶。

一、发展状况日本瑞翁(Zeon)公司早在70年代就开展了HNBR的研究工作,1978年开发成功高活性,高选择性的以二氧化硅为载体的钯催化剂,1980年HNBR生产中试成功,并于1984年4月在日本高岗建厂,其牌号为Zetpol。

1982年Bayer公司开发出商业牌号Therban1707和1907,含腈量分别为34%和38%的HNBR。

加拿大Polysar公司于70年代与日本同步开始研制HNBR,1985年通过中试,1988年11月在美国得克萨斯州投产,产口牌号Tornac,产能为1600吨/年。

1991年Bayer公司收购了Polysar 的合成橡胶部分,还将在欧洲另建Therban生产厂,设计能力为3000吨/年。

1995年瑞翁公司的HNBR生产能力达到5300吨/年。

1992年,北京化工大学同台湾南帝化学工业股份公司合作率先开展NBR的加氢催化剂和加氢工艺的研究,随后,兰化公司化学研究所和吉化公司研究院也相继开始HNBR的研究工作,1999年我国兰化公司HNBR开发成功,牌号为LH-9901,LH-9902。

目前,世界HNBR生产能力达2.2万吨/年,生产厂家主要有德国Bayer公司(生产能力为1.0万t/a),日本Zeon公司(生产能力为1.2万吨/年)。

二、市场需求及预测2001年,世界HNBR 已占NBR市场份额的20%以上,可见HNBR这种特殊形态的NBR的地位日趋重要。

2007年世界 HNBR需求量约为1.9万t,预计2010年需求量达2.2万t。

目前国产HNBR的供应主要来自中国石油兰州化工研究中心,进口产品主要来自日本瑞翁,牌号为Z2010、Z2020。

尽管HNBR在汽车的油封、燃油管等耐油部件有正逐渐取代NBR、氟橡胶及CR 橡胶等胶种的趋势,但由于目前生产HNBR使用价格昂贵的催化剂,技术难度大,设备要求高HNBR产品价格一直极高,尽管效益很好,但短期内需求不会有太过明显的增长。

目前,HNBR进口产品吨价在28—32万元,中国石油兰州化工研究中心生产的HNBR 售价 为每吨24~26万元。

由于其价格昂贵,只在不得不用的高级耐油配件上使用,因此,极大地制约了其快速发展。

三、主要用途HNBR 主要用于汽车耐油橡胶部件,其消耗量的45%用于生产传动带,密封件占25%,电缆和胶管占13%。

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最大的介质是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,旋转胶管等橡胶零部件。

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。

辊筒: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辊筒,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。

除上述用途外,HNBR 还可用作挡泥板,振动吸收材料,缆索等。

HNBR 胶乳可用作表面涂层,用作纸张,皮革、陶瓷、纤维的粘合剂以及发泡橡胶,浸渍胶乳产品。

HNBR 还可作ABS/PVC 共混体系的相容剂,在ABS/PVC 共混物中添加HNBR ,其拉伸强度性能优异。

将PVC/EVA 与HNBR 共混,可改善PVC/EVA 的韧性。

将HNBR 用作塑料添加剂,可提高塑料的抗冲击性能、耐老化和耐油性能,如PVC/HNBR 具有很45%13%高的耐热空气老化性能和在燃油中的耐热老化性能;HNBR/PC强度高,加工性能好,并具有良好的热稳定性;EPDM加入HNBR后可大幅度提高耐油性能,这些共混改性技术给HNBR的应用开辟了新的领域。

四、生产技术HNBR的制备方法主要有3种:NBR溶液加氢法、NBR乳液加氢法和乙烯一丙烯腈共聚法。

1、HNBR溶液加氢法NBR溶液加氢法是目前工业化采用的主要生产方法。

溶液加氢法首先将NBR粉碎,溶于适宜的溶剂,在高温、高压反应器中,由贵金属催化作用与氢气反应,其中催化剂是关键,氢化NBR时,催化剂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腈基一C;N。

目前已开发的加氢催化剂有钯(Pd)、铑(Rh)、钌等第Ⅷ族贵金属元素的均相配位催化剂和非均相载体催化剂。

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,氢化率最高达95.6%。

但在加氢反应中,与炭黑亲合的二烯类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SiO:为载体的Pd/SiO: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。

均相配位催化剂目前常见的有3种:钯催化剂、铑催化剂和钌催化剂。

钯型催化剂如[Pd(OAc)],对水和空气稳定,贮运方便,可反复回收利用,价格便宜,但活性和选择性差;钌型催化剂氢化NBR具有非常高的活性,价格较便宜,但选择性差,加氢反应的同时易发生副反应,产生大量凝胶;铑型催化剂如PhC1(PPh,),具有最高的活性和选择性,氢化率最低为95%。

但铑资源紧张、价格昂贵,大规模生产应回收利用。

有报道用三氨基硅烷可吸收HNBR中81%的残余铑。

另外,目前关于钌、铑双金属络合物催化剂的专利报道也有许多,我国台湾南帝公司也取得了相关的专利。

2、HNBR的乳液加氢法NBR乳液加氢法是指在NBR的胶乳中直接加人催化剂及其他必要的添加剂制备HNBR方法。

目前已报道的有2类,即水溶性Wilkinson催化剂乳液加氢法和水合肼氢化NBR胶乳法。

水溶性Wilkinson催化剂即三(二苯基磷间苯磺酸钠)氯化铑。

Singha等利用Wilkinson催化剂对NBR胶乳进行氢化,氢化温度75℃,常压下反应12h,可得氢化度大于6o%的HNBR,但有凝胶产生。

催化剂浓度提高,氢化度明显增大,但凝胶质量分数也迅速上升。

水溶性Wilkinsoa催化剂催化NBR胶乳加氢虽不需高压设备,且有利于提高生产效率,但是胶乳氢化度不高,还有凝胶生成,产品仅适用于某些直接利用胶乳的场合,而且该催化剂仍要使用贵金属,若要工业化尚需进一步研究。

水合肼氢化法不需在体系中加人氢气,可就地产生强还原剂偶胺,在Cu催化下加氢。

1984年由WideMan首次发表了用二酰亚胺作还原剂制备乳液HNBR的工艺,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HNBR胶乳。

常压加氢,反应条件温和,设备简单;不需要贵金属,成本降低;不需溶剂,不会产生污染;胶乳直接氢化,减少工序,降低成本;加氢产品可直接应用于需HNBR胶乳的场合。

不足之处是:容易在未氢化的双键上发生交联副反应,若交联严重,将导致塑炼困难。

3、乙烯一丙烯腈共聚法乙烯一丙烯腈共聚法反应中由于各单体的反应速率差异很大( 丙烯腈=0.04,乙烯=0.8),共聚反应条件十分苛刻,且所得产品分子链支化度高、无规性差,聚合物性能不太好,此法尚处于小试研究阶段。

随着HNBR技术不断发展和完善,目前已开发出适于不同应用领域的系列品种,如:日本瑞翁公司开发出改进耐寒性的中、低丙烯腈含量的高氢化率HNBR及研制出HNBR中微分散聚甲基丙烯酸锌(Pz —MA)的聚合物合金,并实现了商品化(商品名zsc)。

这种材料具有以往橡胶所没有的高达50— 60MPa的强度,具有硬度高且能在低粘度下成型等特点。

五、结论HNBR在保持NBR原有的优异的耐油性的同时,又获得了非常好的耐热性(耐150℃高温)、耐臭氧性,其运用领域已突破了NBR的传统领域,使得氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯等特种橡胶也受到一定的冲击。

从经济角度看,HNBR销售价暂时还较贵,但还是比氟橡胶低得多。

同时,由于HNBR的刚度低,工艺性能好,密度低,可以加人更多的填料,而且HNBR制品单位体积只有氟橡胶的一半,所以,它将成为氟橡胶等特种弹性体的代用品。

虽然,HNBR在国外已生产多年,其应用领域不断扩大,而在国内尚属空白,我们应不失时机地开发HNBR。

据初步了解,我国大庆、胜利油田有2000余口二期井需用潜油泵在井深2000米,温度140℃左右下抽油,如用NBR的锭子,使用周期仅有几个月甚至更短,如用HNBR的锭子,使用周期可达一年以上。

我国南京橡胶制品一厂每年就需HNBR30余吨。

在HNBR的制造中,NBR的催化加氢技术是关键,溶液加氢NBR生产技术条件苛刻,兰化公司已在进行这项研究工作,由于铑回收率低,成本相对较高。

近年来,水溶性两相催化剂加氢及加氢甲酰化的研究正是着眼于贵金属催化剂的分离回收及循环使用,一旦能使这类催化剂的应用扩大到高分子的加氢上,就可以用它们来进行NBR的氢化,目前,我们已合成了两个水溶性膦配体,正在进行这方面的尝试。

关于第十六届中国国际投资贸易洽谈会超链接:3000吨氢化丁腈橡胶项目。

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