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一、化學組成與結構特性

 

單體構成

 

NBR（丁腈橡膠）由丁二烯和丙烯腈共聚而成，分子鏈中含極性氰基（-CN），賦予其耐油性和與其他極性物質的相容性310。

 

丙烯腈含量影響

 

耐油性：丙烯腈含量越高（通常26%-50%），耐礦物油、燃料油及溶劑性能越強，但耐寒性下降。

 

物理性能：高丙烯腈含量膠料硬度高、拉伸強度大，但加工難度增加。

 

二、物理性能

 

力學性能

 

拉伸強度：中等丙烯腈含量（如28%）時綜合性能最佳，拉伸強度可達12-18 MPa。

 

耐磨性：優(yōu)于天然橡膠（NR）和丁苯橡膠（SBR），適用于高磨損環(huán)境。

 

彈性與壓縮變形

 

回彈性：中等水平，可通過硫化體系優(yōu)化（如過氧化物硫化）降低壓縮永久變形（壓變）。

 

耐壓縮變形：高溫工況下（如100℃以上）需配合耐熱配方（如低丙烯腈生膠）。

 

三、耐介質性

 

耐油性

 

對礦物油、潤滑油、燃料油及部分極性溶劑（如乙醇混合汽油）具有優(yōu)異抵抗能力，是耐油密封件首選材料。

 

耐化學性

 

耐酸堿：中等，對強酸、強堿敏感，但優(yōu)于NR和SBR。

 

耐臭氧與老化：優(yōu)于NR，但弱于氯丁橡膠（CR）。

 

四、溫度適應性

 

耐熱性

 

長期使用溫度可達120℃，短期耐受150℃，高溫下易發(fā)生熱氧老化，需添加防老劑。

 

耐寒性

 

玻璃化轉變溫度（Tg）約-55℃，低溫下仍保持彈性，但高丙烯腈含量膠料耐寒性下降。

 

五、加工特性

 

硫化工藝

 

硫化體系：傳統(tǒng)硫磺硫化為主，高溫高壓下易采用過氧化物硫化（C—C交聯(lián)鍵）提升耐熱性。

 

二次硫化：150℃×2h可減少壓變，尤其適用于薄壁制品（如0.25mm密封圈）。

 

填充與補強

 

炭黑選擇：高結構度炭黑（如N774）可提高抗壓縮變形能力，但需控制用量避免硬化17。

 

并用橡膠：與氯丁橡膠（CR）、乙丙橡膠（EPDM）并用可改善耐候性和加工性。

 

六、特殊性能

 

介電性能

 

屬半導體橡膠，體積電阻約35 MΩ·m，介電強度9.88 MN/m，適用于需導電的密封場景。

 

粘接性

 

對金屬、塑料（如PVC）有良好粘接力，無需特殊處理即可使用。

 

應用領域

 

汽車工業(yè)：發(fā)動機油封、O型圈、濾清器密封（需耐120℃×72h壓變≤35%）。

 

石油化工：管道密封、燃料系統(tǒng)部件（如膜片、墊圈）。

 

航空航天：耐高溫高壓密封件，需結合氫化丁腈橡膠（HNBR）提升性能

 

關于NBR（丁腈橡膠）的壓縮永久變形（壓變）總結：

 

一、壓變影響因素及優(yōu)化方向

 

配方設計

 

丙烯腈含量：丙烯腈含量越高，耐油性越好，但壓縮永久變形（壓變）也會增大。需平衡耐油性和壓變需求。

 

炭黑選擇：使用高結構度炭黑（如N774、990）可提高抗壓縮變形能力，但需避免過量導致膠料硬化。

 

防老劑與硫化體系：添加耐熱防老劑（如低丙烯腈生膠）和過氧化物硫化體系（C—C交聯(lián)鍵）能顯著降低壓變，尤其適用于高溫工況（如100℃以上）。

 

硫化工藝

 

硫化溫度與時間：二次硫化（如150℃×2h）可進一步交聯(lián)膠料，減少壓變，尤其適合薄壁制品（如0.25mm密封圈）。

 

硫化壓力：確保硫化壓力均勻，避免局部欠硫或過硫，影響材料致密性。

 

測試條件差異

 

試片 vs. 實物測試：試片壓變數(shù)據(jù)通常優(yōu)于實物，因實際產品受形狀、裝配壓力等因素影響。需結合產品結構優(yōu)化設計。

 

二、典型應用場景與案例

 

密封件優(yōu)化

 

汽車濾清器密封圈：通過調整丙烯腈含量和硫化體系，100℃×72h壓變可從12%優(yōu)化至≤35%。

 

O型圈：硬度70A、線徑Φ2.5mm的O型圈在120℃×72h工況下，壓變需≤35%，可通過過氧化物硫化+低硫高促配方實現(xiàn)。

 

特殊工況解決方案

 

高溫高壓環(huán)境：采用熱裂法炭黑+白炭黑并用體系，減少油類填充，增強交聯(lián)密度。

 

低硫/無硫體系：適用于超薄制品（如0.25mm密封件），壓變可控制在10%以下。

 

三、檢測與標準參考

 

測試標準

 

壓變測試通常遵循ASTM D395或GB/T 7759，需注意試樣制備、壓縮比（25%~30%）及測試溫度（如50℃、100℃、120℃）。

 

行業(yè)水平參考

 

100℃×72h壓變≤35%屬于中等水平，優(yōu)化后可達到≤15%（如過氧化物硫化體系）。

 

四、常見問題與解決方案

 

壓變超標：檢查膠料分散性、硫化工藝是否達標，或更換高耐熱配方。

 

試片與實物差異大：優(yōu)化模具設計（如溢邊控制）、調整裝配工藝（如減少過度壓縮）。

 

如需具體配方或設備參數(shù)，可進一步參考來源中的實驗數(shù)據(jù)及廠商建議。