1.4. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng của vật liệu caosu blend
1.4.2.4. Caosu nitril/nitril butadien
Cao su nitril/nitril butadien (NBR hoặc Buna-N) được giới thiệu lần đầu tiên tại Đức vào 1934. Các tên thương mại của loại cao su này bao gồm Perbunan, Baypren, Chemeprene, Chemigum, v.v… Cao su nitril được sản xuất ở Liên Xô trước đây có ký hiệu là CKH như: CKH–18, CKH–18M, v.v…Các loại cao su nitril do Mỹ sản xuất là Butapren, Paracril, v.v...còn ở Anh là Breon, Butacon, v.v…Cao su nitril là sản phẩm trùng hợp của butadien-1,3 và acrylonitril với sự có mặt của hệ xúc tác oxy hóa khử là kali persunfat và trietanolamin.
CH2 CH2
n
N
NBR có cấu trúc vô định hình, vì thế nó không kết tinh trong quá trình biến dạng. Sản phẩm NBR có thể làm việc trong điều kiện nhiệt độ tới 1200C trong không khí và tại 150oC trong các loại dầu mỡ khác nhau. Tính chất cơ lý, tính chất công nghệ của NBR phụ thuộc vào hàm lượng nhóm acrylonitril trong phân tử. Do phân tử NBR phân cực nên rất ít bị ảnh hưởng (trương nở) bởi các dung môi không phân cực hoặc phân cực yếu như ete dầu hỏa, xăng, xiclohexan, CCl4,v.v...NBR và các sản phẩm lưu hóa của nó có độ bền rất cao đối với các parafin, mỡ và các hydrocacbon no. Trong thực tế, người ta có thể sản xuất NBR có hàm lượng acrylonitril từ 18 đến 50%. Khi hàm lượng acrylonitril tăng thì tính kháng dầu, tính kháng xăng, độ cứng, lực kéo đứt, độ mài mòn của NBR cũng tăng lên, nhưng độ chịu lạnh và độ tương hợp với chất làm mềm lại giảm xuống.
Do NBR là loại cao su có cấu trúc vô định hình nên cường lực của cao su khi không có chất độn tăng cường thường thấp (khoảng 30kg/cm2). Nếu có trộn than đen (muội than) tăng cường thì cường lực có thể đạt đến 320kg/cm2. NBR kết hợp với polyvinylclorua (PVC) sẽ kháng được thời tiết và ozon rất tốt, giảm khả năng bắt cháy, đồng thời độ bóng bề mặt và tính chất màu lại tốt hơn. NBR có liên kết không no trong mạch phân tử nên nó có khả năng lưu hóa bằng lưu huỳnh phối hợp với các loại xúc tiến lưu hóa thông dụng. NBR còn có khả năng lưu hóa bằng chất xúc tiến lưu hóa nhóm tiuram hoặc nhựa phenol formaldehyt. NBR lưu hóa bằng tiuram hoặc nhựa phenol formaldehyt có tính chất cơ lý cao, khả năng chịu nhiệt tốt. Tính năng kéo, nén của cao su này tương tự cao su styren butadien (SBR). NBR có sự phân cực lớn nên loại cao su này có khả năng trộn hợp với hầu hết các polyme phân cực và với nhiều loại nhựa tổng hợp phân cực. Tổ hợp của NBR với nhựa phenol formaldehyt có rất nhiều tính chất quý giá như bền dầu mỡ, ánh sáng. Nhờ những tính năng đặc biệt, nên
C H 2 C H C H
C C H
NBR thường được sử dụng làm các sản phẩm chịu dầu ở nhiệt độ cao trong ô tô, máy bay, tàu biển, máy móc, xe quân sự và các sản phẩm chịu dầu trong công nghiệp.