丁腈橡胶的生产工艺 主编：李解 主审：李解 音乐指导：王欢 武术指导：王金贤 助理：苏传荣
丁腈橡胶的发展史
1930年在德国研究
发现其具有优异的耐油,耐 老化及耐磨等性能
1931年制成丁二烯和 丙烯腈的共聚物
1937年投入工业化生 产并以Buna N问世
1931年制成丁二烯和 丙烯腈的共聚物
丁腈橡胶的分子结构
丁腈橡胶的应用

1、丁腈橡胶(NBR)最大的 应用领域是生产耐油胶管 及阻燃运输带，其消耗量 约占总消费量的50%； 2、丁腈橡胶(NBR)的第二 大应用领域是密封制品， 其中汽车密封制品约占 50%；在电线电缆、胶粘 剂、印刷用耐油胶板、印 刷胶辊、箱包制品等应用。

丁腈橡胶板 Nbr阻燃运输带
制备
• 目前世界各国丁腈橡胶生产工艺流程多采 用冷法乳液聚合连续生产，其工艺过程与 丁苯橡胶类似。主要包括原料配制、聚合、 单体回收、胶乳贮存及掺混、胶乳凝聚、 干燥及压块包装等工序。
生产工艺流程图
丁腈橡胶的生产工艺优缺点
• 冷法（低温）乳液聚合的丁腈橡胶在加工性能上 优于高温乳液聚合的丁腈橡胶。冷法乳液聚合工 艺优点： • 1、以水为分散介质，价廉安全； • 2、聚合体系粘度低，易传热，反应温度易控制； • 3、尤其适宜于直接使用乳胶的场合。 • 工艺缺点： • 1、产品中留有乳化剂等，影响产品电性能等； • 2、要得到固体产品时，乳液需经过凝聚、洗涤、 脱水、干燥等工序，成本较高。
化学通式：
乳液共聚
丁二烯
+
丙烯腈
丁腈橡胶
CH2═CHCH ═CH2 + CH2═CHCN
国产丁腈胶型号：丁腈-40、丁腈-26、丁腈-18。
原料简介
• 丁腈橡胶又称丁二烯一丙烯腈橡胶，简称 NBR，平均分子量70万左右。灰白色至浅 黄色块状或粉状固体。 • 丁腈橡胶由丁二烯与丙烯腈共聚而制得的 一种合成橡胶。是耐油(尤其是烷烃油)、耐 老化性能较好的合成橡胶。
主要性质
4、耐热、耐寒性
丁腈橡胶的耐热性优于天然橡胶和氯丁橡胶。提 高丙烯腈含量有助于改善耐热性，但降低了耐寒 性
5、物理机械性能
丁腈橡胶是非结晶的无定型聚合物，本生强度 较低，使用时必须填充补强剂（如炭黑等）；提 高丙烯腈含量有助于增大强度
6、电性能和透气性
丁腈橡胶大分子结构中存在有易被电场极化的 腈基，因此机电性能较低其透气性较低，增大丙 烯腈含量可提高气密性
主要性质
2、对化学物质的稳定性
对无机酸、有机酸、碱类、盐类以及 氧化剂等的作用比天然橡胶稳定。具有 高极性的含氮的酮类化合物及芳香族化 合物对丁腈橡胶有容涨作用
3、耐氧化和耐日光作用
丁腈橡胶的氧化作用同样会引起大分子断裂，但 氧化过程较缓慢，故耐氧化性较强；其耐紫外线 的辐射比天然橡胶稳定，采用与聚氯乙烯或氯丁 橡胶并用，可提高耐日光老化性能。
生产车间
1.羧基丁腈橡胶(XNBR)
丁腈橡胶化学改性
羧基丁腈橡胶(XNBR)
由含羧基单体(丙烯酸或甲基丙烯酸)与丁二烯、丙烯腈三元共聚而成。
1.羧基丁腈橡胶(XNBR)
丁腈橡胶化学改性
羧基丁腈橡胶(XNBR)
优点
★ 羧基的引入,增加了丁腈橡胶的极性 ★ 提高了耐油性和强度 ★ 改善了粘着性和耐磨老化性能 ★ 特别是热强度性能比NBR有较大提高
品种介绍
• 我国兰州化学公司和成橡胶厂的产品牌号缘由 DCJ 与后缀三围数字组成，前两位数字表示结合 丙烯腈量。根据国家标准 GB5577 — 85 规定，已 采用由 NBR 与后缀四位数字组成，其中前两位数 字表示结合丙烯腈量的低限值，第四位数字表示 门尼粘度低限值的十位数字。例如， NBR1704 即 表示结合丙烯腈量 17-20% ，门尼粘度 40-65 的 污染型高温聚合丁腈橡胶。
丁腈橡胶垫圈
丁腈橡胶的制备原理
一般标准型的丁腈橡胶，是丁二烯与丙烯腈 乳液聚合的共聚物，其共聚反应式为：
制备
• 工业上生产丁腈橡胶采用连续或间歇式乳 液聚合工艺，按聚合温度不同，分为热法 聚合与冷法聚合两类。冷法聚合的反应温 度一般控制在5～15℃，热法聚合则为30～ 50℃。冷法聚合通常采用连续聚合工艺， 热法聚合通常采用间歇聚合工艺。
缺点
★ 由于羧基活性较高,故交联速度快,易焦烧
丁腈橡胶化学改性
氢化丁腈橡胶(HNBR) 聚稳丁腈橡胶 丁腈酯橡胶 含增塑剂丁腈橡胶 丁腈交替共聚橡胶
丁腈橡胶共混改性
NBR/PVC共混改性
40%NBR、PVC以及适当的改性剂，形成良好的共混体系
优点 1.耐臭氧性、耐候老化性能显著提高； 2.改善了拉伸强度、定伸应力、抗撕裂性、 耐热性、 耐燃性； 3.耐油、耐燃油、耐化学品等性能得到提高； 4.增强了贮存稳定性； 5.可任意着色； 6.压缩永久变形增大. 用途 主要用于电缆护套、管和耐油管外层胶、辊皮圈、 车模压零件、发泡绝热层、安全靴和防护涂层。
丁腈橡胶的应用
• 3、另外丁腈橡胶(NBR)与 其他材料共混改性大弹性 体品种众多，用途广泛： • 其中NBR/聚氯乙烯共混胶 用途最为广泛，主要应用 电线电缆行业； • 另外该共混胶还可以用于 油管和燃油管外层胶、汽 车防水汽车密封件、汽车 模压零件、发泡绝热层、 胶圈、防护涂层等方面。
丁腈橡胶手套
备注
• 丁腈胶因耐油、耐热性能和物理机 械性能优异，已经成为耐油橡胶制 品的标准弹性体，广泛用于汽车、 航空航天、石油开采、石化、纺织、 电线电缆、印刷和食品包装等领域
谢谢
CH2
CH
CH
CH2
CH2
CH n CN
m
丁腈橡胶生产工艺
2、物理性质
• NBR为浅黄至棕褐色、略带腋臭味 的弹性体；
• 密度随ACN含量的增加而由0.945～ 0.999g/cm3不等；能溶于苯、甲苯、酯类、 氯仿等芳香烃和极性溶剂；
高于CR。
• NBR属于高价格橡胶之一，生产成本
主要性质
1、耐油、耐溶剂性 丁腈橡胶对汽油和脂肪 烃油类等非极性溶剂有较高 的稳定性，其耐油性随着橡 胶中结合丙烯腈含量的增加 而提高。此外，对植物油、 脂肪酸类亦具有良好的稳定 性。在接触芳香族溶剂、卤 代烃、酮及脂类等级性较大 的溶剂时，有膨胀作用