nitrile butadiene rubber

Kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy (NBR, kauczuk nitrylowy) to syntetyczny elastomer będący kopolimerem butadienu z akrylonitrylem, określanym także jako kopolimer butadienu z nitrylem kwasu akrylowego. Handlowym przykładem takiego materiału jest Perbunan, nazwa zastrzeżona dla kopolimerów butadienu z akrylonitrylem firmy Lanxess.

Otrzymywanie i budowa

Kauczuki nitrylowe otrzymuje się podobnie jak kauczuki butadienowo-styrenowe, najczęściej metodą polimeryzacji wolnorodnikowej w emulsji wodnej. W zależności od warunków reakcji powstają kopolimery o budowie liniowej albo rozgałęzionej.

Właściwości NBR silnie zależą od udziału akrylonitrylu. Typowe gatunki rynkowe zawierają najczęściej ok. 8–27% akrylonitrylu, choć występują także odmiany specjalne o większej zawartości tego komonomeru. Wzrost zawartości akrylonitrylu zwiększa odporność na oleje mineralne, rozpuszczalniki alifatyczne i starzenie cieplne, ale równocześnie pogarsza elastyczność w niskiej temperaturze oraz właściwości dielektryczne.

Właściwości

• dobra odporność na oleje mineralne i paliwa płynne, dlatego NBR jest podstawowym kauczukiem do wielu wyrobów technicznych pracujących w kontakcie z olejami i paliwami;
• odporność na rozpuszczalniki alifatyczne rośnie wraz ze wzrostem zawartości akrylonitrylu;
• maksymalna temperatura robocza wyrobów z NBR mieści się zwykle w zakresie ok. 100–120°C, przy czym rzeczywisty zakres zależy od receptury mieszanki, medium i warunków pracy;
• wyroby z NBR są podatne na niszczące działanie tlenu i ozonu; odporność na warunki atmosferyczne jest więc ograniczona w porównaniu np. z EPDM;
• odporność chemiczna gumy na bazie NBR powinna być oceniana dla konkretnej mieszanki i konkretnego medium, ponieważ dodatki w płynach eksploatacyjnych, zwłaszcza paliwach, mogą istotnie wpływać na pęcznienie i trwałość materiału.

Przetwórstwo i modyfikacje

NBR jest stosowany w mieszankach kauczukowych, których końcowe właściwości zależą nie tylko od samego elastomeru, lecz także od napełniaczy, zmiękczaczy, układu wulkanizacyjnego, przeciwutleniaczy, antyozonantów i innych dodatków. W wyniku sieciowania elastomerów otrzymuje się gumę, która zachowuje elastyczność w szerokim zakresie temperatury.

Dostępne są również modyfikowane chemicznie odmiany NBR, m.in. uwodorniony NBR (HNBR), charakteryzujący się lepszą odpornością na starzenie i wysoką temperaturę, oraz karboksylowany NBR, którego wulkanizaty wykazują zwiększoną odporność na ścieranie.

Zastosowania

Kauczuki butadienowo-akrylonitrylowe stosuje się przede wszystkim do wyrobu artykułów technicznych odpornych na oleje i paliwa płynne. Typowe zastosowania obejmują:

• uszczelki, pierścienie uszczelniające, podkładki i tuleje;
• węże elastyczne oraz węże do olejów, paliw i mediów technicznych;
• zbiorniki i elementy mające kontakt z paliwami lub olejami;
• wałki poligraficzne;
• wyroby gumowo-metalowe, w których wykorzystuje się m.in. dobrą zdolność mieszanek NBR do łączenia z metalami wynikającą z ich polarności;
• mieszanki NBR/PVC stosowane m.in. w niektórych wężach technicznych, gdzie wymagana jest odporność na oleje hydrauliczne, glikol, ścieranie i warunki eksploatacji.

Kopolimery butadienowo-nitrylowe mogą być także stosowane jako plastyfikatory przy produkcji tworzyw wysokoudarowych.