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。 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。ZN28255赞南赞南
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。HNBR的耐热、耐辐射性能比硅橡胶、氟橡胶、聚四氯乙烯要好,适宜作发电站的各种橡胶密封件,也用作液压管、液压密封、发电站用电缆护套,还可作印刷和织物辊筒、武器部件及航天用密封件、覆盖层、燃油囊等;HNBR胶乳可用作表面涂层(画),纺织、纸张、皮革、金属、陶瓷、无纺布纤维用的粘合剂,以及发泡橡胶、浸渍胶乳产品等。此外,用ZnO/MAA,过氧化物、高耐磨炉黑补强的HNBR,其综合性能比普通HNBR要好。赞南耐热耐辐射橡胶我国使用丁腈橡胶制品的成规模企业有300 多家,几乎所有的胶管厂和杂品厂都使用数量不等的NBR。
目前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,具体工艺技术细节和工厂运行都属于企业的商业机密,没有公开的披露。但是有据可查的是各家所采用的加氢催化体系,瑞翁公司采用的是高活性、高选择性的以二氧化硅为载体的非均相钯系催化剂(Pd/SiO2),阿朗新科采用的是均相铑系催化体系,赞南科技则独辟蹊径,采用**的“詹氏催化剂”(钌系催化剂),成功解决了氢化丁腈橡胶工业化生产中的催化加氢活性、选择性、产品后处理等关键技术问题,通过“詹氏催化剂”独特的聚合物复分解加氢反应催化作用,有效地控制了HNBR生胶凝胶含量、分子量及分子量分布等直接影响胶料加工工艺性能的化学结构,开发出了不同门尼粘度(20-130)、不同丙烯腈含量(20-50 %)以及不同饱和度(氢化度80-99 %)的Zhanber® HNBR系列产品。
其他氢化丁腈应用领域:
① 空调、制冷行业:HNBR具有优异的耐新型制冷剂性能,所以被用于汽车、火车、飞机等交通工具和建筑用空调的胶管和密封制品,同时还用于工业制冷设备的橡胶配件。
② 油田开采输送行业:近年来,油气井深度越来越大,井下环境和温度条件日益苛刻,要求橡胶制品必须耐受高温、高压以及硫化氢、甲烷、酸、蒸汽等的考验。HNBR被***用作石油开采橡胶制品,例如油井封隔器胶筒、超深井用潜油泵电缆护套、防喷器、定向采油用锭子电机、海洋石油钻井平台配套软管等、密封垫、衬垫、“O”形圈类、油气井用防暴器、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。
随着汽车工业的发展,对汽车燃料和润滑系统以及发动机所用的密封材料如橡胶的耐热、耐油、耐各种化学品腐蚀等性能提出了苛刻的要求。丁腈橡胶只能在120℃以下长期使用,而且耐臭氧、耐候和耐辐射性能满足不了汽车发动机的密封要求,氟橡胶价格昂贵、工艺性较差,丙烯酸酯橡胶虽然耐热性高,但工艺性能差。氢化丁腈橡胶有良好性价比和加工性能,而且其耐热性可以满足这种新的需要。氢化丁腈橡胶是将丁橡胶中不饱和双键经催化加氢而制成,其反应如下:
丁腈橡胶氢化后,主链成为饱和结构但保留了腈基,这使得HNBR保持了优良的耐油性,同时具有优良的耐热性、耐候性和化学稳定性,保留的少量的不饱和双键可参与硫化交联,并改善硫化胶的压缩长久变形。 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。赞南特种丁腈胶
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。ZN28255赞南赞南
汽车、高速铁路等地面交通设施领域
同时,为了适应汽车高性能、低能耗、低排放、低噪音与超长使用寿命的要求,汽车燃料油、润滑油、制冷剂等也在不断地改进,其添加剂的成分也随之改变,由此对汽车用橡胶材料也提出了新的研究课题。特别是汽车的发动机和变速箱系统及燃油喷射装置用橡胶部件更为关键,传统的通用橡胶材料已经适应不了新型汽车的性能要求,极大地制约着汽车性能和质量的提高。
HNBR具有优异的耐油性(汽车燃油和发动机油)、耐天候、臭氧性、耐新型制冷剂、耐磨、耐动态疲劳性、耐热(可在170℃的高温下工作)等性能,所以将会在汽车的发动机系统、燃料系统、空调系统、减震系统以及动力传送系统发挥不可替代的作用,表HNBR在汽车中的主要用途。 ZN28255赞南赞南
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