Словарь научных терминов
Бутадиен-нитрильные каучуки

БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫЕ КАУЧУКИ (бутадиен-акрилонитрильные каучуки, дивинил-нитрильные каучуки, нитрильные каучуки, БНК, СКН, бреон, бутакрил, бутапрен, крайнак, NBR, нипол N, пербунан N, тербан, хайкар, хемигум, тербан), сополимеры бутадиена с акрилонитрилом общей ф-лы
http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/7/7/9/3779.jpeg

Структура и свойства каучуков. В макромолекуле Б.-н. к. большинство бутадиеновых звеньев присоединено в положениях 1,4 (ок. 80% этих звеньев имеют транс-конфигурацию), ~ 10% - в положениях 1,2. Акрилонитрильные звенья распределены в макромолекуле нерегулярно; среднее их содержание для Б.-н. к. разл. типов составляет 17-52%. Вследствие нерегулярности строения Б.-н. к. не склонны к кристаллизации.

Среднемассовая мол. массаhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/7/8/0/3780.jpeg отечественных каучуков составляет 250-350 тыс. (по данным седиментационного анализа Б.-н. к., свободного от микрогеля); индекс полидисперсностиhttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/7/8/1/3781.jpeg= 3-7 (http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/7/8/2/3782.jpeg-среднечисловая мол. масса). Макромолекулы каучука характеризуются значит. длинноцепочечной разветвленностью. Б.-н. к. растворяются в кетонах, этилацетате, хлороформе, сополимеры с небольшим содержанием акрилонитрильных звеньев - также в толуоле и бензоле. Многие физ. св-ва каучуков существенно зависят от содержания в них акрилонитрильных звеньев (табл. 1).

Табл. 1. - ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ АКРИЛОНИТРИЛЬНЫХ ЗВЕНЬЕВ
http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/7/8/3/3783.jpeg

Б.-н. к. реагируют с О2, С12, по двойным связям - с меркаптанами, подвергаются избирательному каталитич. гидрированию по двойным связям. Нестабилизированные каучуки быстро разрушаются, особенно в присут. примесей соединений переходных металлов. При нагр. и действии ионизирующих излучений Б.-н. к. структурируются, ок. 430 °С они разлагаются с выделением HCN. наиб. радиационностойки каучуки с ~ 40% акрилонитрильных звеньев. Б.-н. к. стабилизируют обычными окрашивающими или неокрашивающими антиоксидантами, напр. М-фенил-2-нафтиламином или 2,4,6-три-трет-бутилфенолом (1-3% от массы каучука).

Получение каучуков, их модификации. Б.-н. к. синтезируют радикальной сополимеризацией мономеров в водной эмульсии при 5°С ("холодная полимеризация") или 30°С ("горячая полимеризация") в присут. эмульгатора, напр. алкилсульфоната Na или Na-соли дибутилнафталинсульфокислоты, и регулятора мол. массы, напр. тррет-додецилмеркаптана или диизопропилксантогендисульфида. В кач-ве инициатора полимеризации применяют окислит.-восстано-вит. систему, напр. K2S2O8 и триэтаноламин. Степень превращения мономеров составляет обычно 70-80%. После обрыва полимеризации (напр., при помощи гидрохинона), введения в латекс антиоксидантов и отгонки непрореагировавших мономеров каучук коагулируют, промывают водой и сушат. Цвет Б.-н. к. от светло-желтого до темно-коричневого; содержание в них примесей (остатков эмульгаторов, влаги и др.) до 5%. Выпускные формы - брикеты, смотанная в рулоны лента, пластины, листы, крошка, гранулы, порошки.

В пром. масштабах выпускают композиции Б.-н. к. с ПВХ (обычно в соотношении 70:30 или 50:50), на основе к-рых получают озоно-, износо- и огнестойкие изделия. Существуют также др. разновидности этих каучуков: жидкие; пластифицированные диоктилфталатом; с невымываемым антиоксидантом сильно структурированные сополимеры бутадиена, акрилонитрила и 1-2% дивинилбензола; содержащие в макромолекуле 1,5-5% звеньев метакриловой к-ты. К нитрильным каучукам относят также выпускаемые в пром-сти сополимеры изопрена с акрилонитрилом, тройные сополимеры бутадиена, акрилонитрила и 2-циан-этилметакрилата, а также высоконасыщенный гидрированный нитрильный эластомер. Описаны сополимеры с регулярно чередующимися звеньями бутадиена и акрилонитрила (т. наз. альтернантные, или чередующиеся, каучуки), к-рые получают каталитич. сополимеризацией в р-ре или суспензии.

Технологические характеристики каучуков. Резиновые смеси. Вязкость по Муни (100°С) отечественных каучуков составляет 50-70 или 90-130 (соотв. "мягкие" и "жесткие" каучуки). Для большинства типов зарубежных каучуков и их композиций с ПВХ этот показатель лежит в пределах 40-90. Перерабатывают Б.-н. к. на обычном оборудовании резиновых заводов (вальцах, смесителях, каландрах, экструдерах), изделия вулканизуют при 140-160°С в прессах, котлах и др. "Жесткие" каучуки перед введением в них ингредиентов пластицируют.

Б.-н. к. технологически совместимы с др. каучуками, напр. бутадиеновыми, бутадиен-стирольными, полисульфидными, а также с феноло-формальд. смолами и др. Для их вулканизации применяют серу, тетраметилтиурамдисулъфид (при получении теплостойких резин); ускорителями вулканизации служат, как правило, N-циклогексилбензотиазол-2-сульфенамид (сульфенамид Ц), ди (2-бензотиазолилдисульфид), 2-меркаптобензотиазол. В кач-ве наполнителей резиновых смесей используют техн. углерод (сажу), мел, каолин, SiO2 и др., в кач-ве пластификаторов - гл. обр. сложные эфиры (фталаты, себацинаты), а также канифоль, инден-кумароновые и феноло-формальд. смолы. Общее содержание ингредиентов может изменяться в пределах 50-150 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука.

Свойства вулканизатов. наиб. важное св-во резин на основе Б.-н. к. - стойкость к действию агрессивных сред (бензина, керосина, мазута, смазочных масел, растит. и животных жиров, а также глицерина, этиленгликоля, формальдегида, морской воды, разб. H2SO4 и НС1). Резины, содержащие активные наполнители, характеризуются высокими прочностными св-вами, износостойкостью, сопротивлением тепловому старению (табл. 2). Бензо- и маслостойкость резин, а также многие др. их св-ва улучшаются с увеличением содержания в Б.-н. к. акрилонитрильных звеньев. При гидрировании Б.-н. к. резко возрастает теплостойкость резин.

Вулканизаты пригодны для эксплуатации при т-рах до 120-130°С, а полученные на основе каучуков спец. типов с применением CdO в кач-ве активатора вулканизации - до 150-160 °С

Газо- и водопроницаемость резин из Б.-н. к. значительно ниже, чем резин из неполярных каучуков (изопреновых, бутадиеновых, бутадиен-стирольных). Газопроницаемость тем меньше, чем больше содержание в каучуке акрилонитрильных звеньев, напр., коэф. газопроницаемости [в м2/(Па*с); 25°С] ненаполненных вулканизатов бутадиеннитрильных каучуков с содержанием акрилонитрильных звеньев 27 и 39% составляют соотв. 2,9*10-17 и 0,73*10-17 2), 0,81*10-17 и 0,18*10-17 (N2), 23,5*10-17 и 5,6*10-17 (СО2).

По теплофиз. св-вам резины из Б.-н. к. практически равноценны резинам из др. каучуков: их коэф. объемного расширения (4-6)*10-4 К-1, коэф. теплопроводности 0,25-0,40 Вт/(м*К), уд. теплоемкость ~ 2 кДж/(кг*К). Присутствие в макромолекуле каучука полярных нитрильных групп обусловливает сравнительно высокую электрич. проводимость резин, резко возрастающую с увеличением содержания акрилонитрильных звеньев; напр., для ненаполненных резин на основе каучуков с 17-20 и 36-40% этих звеньев р составляет соотв. 650 и 10 МОм-м. Электрич. .характеристики большинства техн. резин:http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/7/8/4/3784.jpeg~ 102 МОм*м; электрич. прочность 4-12 МВ/м;http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/7/8/5/3785.jpeg 10-20 (при 103-106 Гц); tghttp://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/7/8/6/3786.jpeg0,2-0,3.

Табл. 2. СВОЙСТВА РЕЗИН* НА ОСНОВЕ БУТАДИЕН-НИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ АКРИЛОНИТРИЛЬНЫХ ЗВЕНЬЕВ
http://www.medpulse.ru/image/encyclopedia/7/8/7/3787.jpeg

* Наполнитель - активный техн. углерод (45-50 мас. ч.). Вулканизация 50-60 мин при 143°С.

Б.-н. к. и резины на их основе относятся к сгораемым материалам со сравнительно низким кислородным индексом: для каучуков он не превышает 0,2, для резин составляет 0,2-0,3.

Применение каучуков. Б.-н. к. используют в произ-ве разнообразных изделий и деталей, эксплуатируемых в контакте с агрессивными средами, напр. уплотнителей, сальников, шлангов, приводных ремней, топливных баков для автомобильной, авиационной, нефтяной пром-сти, полиграфич. офсетных пластин, подошвы маслостойкой обуви и др. Каучуки применяют также как основу адгезивов, в кач-ве нелетучих и невымываемых пластификаторов пластмасс, Б.-н. к. нек-рых типов - для изготовления оболочек электрич. кабелей, эбонита и др.

Мировое произ-во Б.-н. к. св. 200 тыс. т/год (1982).

Лит.: ДевирцЭ.Я., Новые типы бутадиен-нитрильных каучуков, М., 1977; Бутадиен-нитрильные каучуки. Синтез и свойства, М., 1982; Синтетический каучук, под ред. И. В. Гармонова. 2 изд.. Л., 1983; Dunn J. R., Cou It hard D. С. Pfisterer H.A., "Rubber Chem. and Techno!.", 1978, v. 51, № 3, p. 389^05; Bryd-son J.A., Rubber chemistry, L., 1978, p, 149-57. А. В. Пода.шнский. Б. Д. Бабицкип.


"бутилксантогенат" 1,3-бензодиоксол 1,3-бутадиен 1,4-бензодиазепин 4-трет-бутилциклогексилацетат N-бензоил-n-фенилгидроксиламин S-бензилтиуронийхлорид Байера-виллигера реакция Бактериальные удобрения Бактериородопсин Бактерициды Балата Баллиститы Бальзамы Барбамил Барбитуровая кислота Барботирование Барбье-виланда реакция Барий Барит Бария гидроксид Бария карбонат Бария нитрат Бария оксид Бария сульфат Бария титанат Бария фторид Бария хлорид Барта реакция Бартона правила Бартона реакция Батохромный сдвиг Безградиентный реактор Безотходные производства Безызлучательные переходы Бейльштейна проба Бекмана перегруппировка Белая сажа Белки Белки-переносчики Белоусова - жаботинского реакция Белые масла Бензальдегид Бензальхлорид Бензамид Бензанилид Бензантрон Бензидин Бензидиновая перегруппировка Бензизоксазол Бензизотиазол Бензил Бензиламин Бензиловая перегруппировка Бензилхлорид Бензилцианид Бензимидазол Бензины Бензины-растворители Бензйловый спирт Бензо- и маслостойкость Бензо-2,1,3-селенадиазол Бензо-2,1,3-тиадиазол Бензогексоний Бензоилацетон Бензоилпероксид Бензоилуксусный эфир Бензоилфторид Бензоилхлорид Бензоин Бензоиновая конденсация Бензойная кислота Бензойная смола Бензоксазол Бензол Бензолполикарбоновые кислоты Бензолсульфамиды Бензолсульфокислоты Бензолсульфохлориды Бензонитрил Бензопираны Бензопирены Бензопиридазины Бензопирилия соли Бензоптеридины Бензотиазол Бензотиофены Бензотриазол Бензотрифторид Бензотрихлорид Бензофенон Бензофураны Бензохиноны Берберин Бергамилат Бергаптен Бериллий Бериллийорганические соединения Бериллия оксид Бериллия фторид Берклий Бесстружковый анализ Бетаины Бетон Бизаболен Бикомпонентные нити Бикукулин Бимолекулярные реакции Биокоррозия Биологические методы анализа Бионеорганическая химия Биоорганическая химия Биополимеры Биосинтез Биосфера Биотехнология Биотин Биофлавоноиды Биохимия Биоциды Биоэлектрохимия Биоэнергетика Бирадикалы Бисфенол Битуминозные пески Битумные лаки Битумные материалы Битумы Битумы нефтяные Битумы твердых горючих ископаемых Биурет Биуретовая реакция Бифенил Бишлера реакция Бишлера-напиральского реакция Благородные газы Благородные металлы Блеомицины Блоксополимеры Блочная полимеризация Бобровая струя Бойля-мариотта закон Болотный газ Больцмана постоянная Бона-шмидта реакция Бор Бора карбиды Бора нитрид Бора оксиды Бора трифторид Бора трихлорид Боразол Бораты неорганические Бораты органические Бориды Борнеолы Борные кислоты Борные руды Борные удобрения Бороводороды Боровский радиус Борогидриды металлов Бородина - хунсдиккера реакция Боропластики Борорганические полимеры Борорганические соединения Ботулинические токсины Брауна правило селективности Брауна реакция Брауна-уокера реакция Бредта правило Бризантные взрывчатые вещества Брожение Бром Броматометрия Броматы Бромбензилцианид Бромбензолы Бромирование Бромное число Бромпирогалловый красный Бромстирол Бронзы Бронзы оксидные Бруцин Брюстера метод Брёнстеда уравнение Буво-блана восстановление Букарбан Бульвален Бумага Бумага синтетическая Бумажная хроматография Бура Бурые угли Бутадиен-нитрильные каучуки Бутадиен-стирольные каучуки Бутадиеновые каучуки Бутадион Бутанолы Бутаны Бутены Бутилакрилаты Бутиламины Бутилацетаты Бутиленгликоли Бутилены Бутилкаучук Бутиллитий Бутилметакрилаты Бутиловые спирты Бутиндиолы Бутиролактон Бутлерова реакция Буферный раствор Буфотенин Бухерера реакции Бухнера - курциуса - шлоттербека реакция Бытовая химия Бэмфорда-стивенса реакция Бёрча реакция Трет-бутилгидропероксид Трет-бутилпероксид