Вулканизация

Бутадиен-нитрильные каучуки могут вулканизоваться серой в присутствии ускорителей серной вулканизации, а также тиурамом, органическими перекисями, алкилфенолформальдегидными смолами, хлорорганическими соединениями. Вулканизацию проводят при температурах 140–190^оС. При вулканизации наблюдается большое плато вулканизации. С повышением содержания связанного НАК скорость вулканизации увеличивается.

Так как БНК не кристаллизуются при деформации, ненаполненные резины на их основе характеризуются низкими прочностными показателями и практического значения не имеют.

Каучук с ингредиентами смешивают на лабораторных вальцах при температуре валков 30–40^оС. Общая продолжительность смешения 41 мин, из них в течение 15 мин проводят пластикацию каучука. Продолжительность вулканизации резиновых смесей приготовленных по стандартному рецепту при 142±1^оС, составляет 50–60 мин. Предел прочности ненаполненных вулканизатов стандартных смесей не превышает 5–6 МПа.

Свойства вулканизатов

Основные свойства резин на основе БНК зависят от содержания в них связанного НАК. С увеличением содержания повышаются прочностные свойства, твердость, износостойкость, стойкость к набуханию. В алифатических углеводородах и стойкость к тепловому старению. В то же время существенно снижаются эластичность и морозостойкость, повышается теплообразование при многократных деформациях. Резина на основе БНК отличаются высоко стойкостью к набуханию в алифатических углеводородах, жирах и растительных маслах, но сильно набухают в полярных, ароматических и хлорсодержащих органических соединениях.

Одним из существенных преимуществ резин на основе БНК по сравнению с резинами на основе НК, СКИ-3, СКС-30 является их более высокая стойкость к тепловому старению, что объясняется образованием при окислении промежуточных продуктов, являющихся ингибиторами окисления. А также - 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 свойствами, износостойкостью, сопротивлением тепловому старению (табл. 2). Бензо - и маслостойкость резин, а также многие др. их свойства улучшаются с увеличением содержания в бутадиен-нитрильных каучуках акрилонитрильных звеньев. При гидрировании бутадиен-нитрильных каучуков резко возрастает теплостойкость резин.

Резины на основе БНК имеют хорошую адгезию к латунированному металлу и приближаются в этом отношении к резинам из НК. Прочность крепления их к алюминию и его сплавам, стали, чугуну, латуни, бронзе, цинку, магнию выше прочности самого вулканизата.

БНК можно применять в комбинации с натуральным, изопреновым, бутадиеновым и бутадиен-стирольным каучуками, которые вводятся для улучшения технологических свойств смесей и повышения морозостойкости вулканизатов. Совмещение их с этиленпропиленовыми и хлоропреновыми каучуками улучшает озоностойкость и стойкость к тепловому старению, а совмещение с тиоколами, поливинилхлоридом, фторкаучуками и фенолформальдегидными смолами улучшает масло- и бензостойкость, озоностойкость.

Вулканизаты пригодны для эксплуатации при температурах до 120-130°С, а полученные на основе каучуков специальных типов с применением CdO в качестве активатора вулканизации - до 150-160 °С

Газо- и водопроницаемость резин из бутадиен-нитрильных каучуков значительно ниже, чем резин из неполярных каучуков (изопреновых, бутадиеновых, бутадиен-стирольных). Газопроницаемость тем меньше, чем больше содержание в каучуке акрилонитрильных звеньев, напр., коэффициент газопроницаемости [в м²/(Па*с); 25.°С] ненаполненных вулканизатов бутадиен-нитрильных каучуков с содержанием акрилонитрильных звеньев 27 и 39% составляют соотв. 2,9*10^-17 и 0,73*10^-17 (О₂), 0,81*10^-17 и 0,18*10^-17 (N₂), 23,5*10^-17 и 5,6*10^-17 (СО₂).

По теплофизическим свойствам резины из бутадиен-нитрильных каучуков практически равноценны резинам из др. каучуков: их коэффициент объемного расширения (4-6)*10^-4 К^-1, коэффициент теплопроводности 0,25-0,40 Вт/(м*К), удельную теплоемкость ~ 2 кДж/(кг*К). Присутствие в макромолекуле каучука полярных нитрильных групп обусловливает сравнительно высокую электрическую 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. Электрические характеристики большинства технических резин:~ 10² МОм*м; электрическая прочность 4-12 МВ/м; 10-20 (при 10³-10⁶ Гц); tg0,2-0,3.

Бутадиен-нитрильные каучуки 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.