嘉峪检测网 2025-04-27 10:35
导读：本文总结了NBR（丁腈橡胶）的材料性能和压缩永久变形（压变）。
一、化学组成与结构特性
单体构成
NBR（丁腈橡胶）由丁二烯和丙烯腈共聚而成，分子链中含极性氰基（-CN），赋予其耐油性和与其他极性物质的相容性310。
丙烯腈含量影响
耐油性：丙烯腈含量越高（通常26%-50%），耐矿物油、燃料油及溶剂性能越强，但耐寒性下降。
物理性能：高丙烯腈含量胶料硬度高、拉伸强度大，但加工难度增加。
二、物理性能
力学性能
拉伸强度：中等丙烯腈含量（如28%）时综合性能最佳，拉伸强度可达12-18 MPa。
耐磨性：优于天然橡胶（NR）和丁苯橡胶（SBR），适用于高磨损环境。
弹性与压缩变形
回弹性：中等水平，可通过硫化体系优化（如过氧化物硫化）降低压缩永久变形（压变）。
耐压缩变形：高温工况下（如100℃以上）需配合耐热配方（如低丙烯腈生胶）。
三、耐介质性
耐油性
对矿物油、润滑油、燃料油及部分极性溶剂（如乙醇混合汽油）具有优异抵抗能力，是耐油密封件首选材料。
耐化学性
耐酸碱：中等，对强酸、强碱敏感，但优于NR和SBR。
耐臭氧与老化：优于NR，但弱于氯丁橡胶（CR）。
四、温度适应性
耐热性
长期使用温度可达120℃，短期耐受150℃，高温下易发生热氧老化，需添加防老剂。
耐寒性
玻璃化转变温度（Tg）约-55℃，低温下仍保持弹性，但高丙烯腈含量胶料耐寒性下降。
五、加工特性
硫化工艺
硫化体系：传统硫磺硫化为主，高温高压下易采用过氧化物硫化（C—C交联键）提升耐热性。
二次硫化：150℃×2h可减少压变，尤其适用于薄壁制品（如0.25mm密封圈）。
填充与补强
炭黑选择：高结构度炭黑（如N774）可提高抗压缩变形能力，但需控制用量避免硬化17。
并用橡胶：与氯丁橡胶（CR）、乙丙橡胶（EPDM）并用可改善耐候性和加工性。
六、特殊性能
介电性能
属半导体橡胶，体积电阻约35 MΩ·m，介电强度9.88 MN/m，适用于需导电的密封场景。
粘接性
对金属、塑料（如PVC）有良好粘接力，无需特殊处理即可使用。
应用领域
汽车工业：发动机油封、O型圈、滤清器密封（需耐120℃×72h压变≤35%）。
石油化工：管道密封、燃料系统部件（如膜片、垫圈）。
航空航天：耐高温高压密封件，需结合氢化丁腈橡胶（HNBR）提升性能
关于NBR（丁腈橡胶）的压缩永久变形（压变）总结：
一、压变影响因素及优化方向
配方设计
丙烯腈含量：丙烯腈含量越高，耐油性越好，但压缩永久变形（压变）也会增大。需平衡耐油性和压变需求。
炭黑选择：使用高结构度炭黑（如N774、990）可提高抗压缩变形能力，但需避免过量导致胶料硬化。
防老剂与硫化体系：添加耐热防老剂（如低丙烯腈生胶）和过氧化物硫化体系（C—C交联键）能显著降低压变，尤其适用于高温工况（如100℃以上）。
硫化工艺
硫化温度与时间：二次硫化（如150℃×2h）可进一步交联胶料，减少压变，尤其适合薄壁制品（如0.25mm密封圈）。
硫化压力：确保硫化压力均匀，避免局部欠硫或过硫，影响材料致密性。
测试条件差异
试片 vs. 实物测试：试片压变数据通常优于实物，因实际产品受形状、装配压力等因素影响。需结合产品结构优化设计。
二、典型应用场景与案例
密封件优化
汽车滤清器密封圈：通过调整丙烯腈含量和硫化体系，100℃×72h压变可从12%优化至≤35%。
O型圈：硬度70A、线径Φ2.5mm的O型圈在120℃×72h工况下，压变需≤35%，可通过过氧化物硫化+低硫高促配方实现。
特殊工况解决方案
高温高压环境：采用热裂法炭黑+白炭黑并用体系，减少油类填充，增强交联密度。
低硫/无硫体系：适用于超薄制品（如0.25mm密封件），压变可控制在10%以下。
三、检测与标准参考
测试标准
压变测试通常遵循ASTM D395或GB/T 7759，需注意试样制备、压缩比（25%~30%）及测试温度（如50℃、100℃、120℃）。
行业水平参考
100℃×72h压变≤35%属于中等水平，优化后可达到≤15%（如过氧化物硫化体系）。
四、常见问题与解决方案
压变超标：检查胶料分散性、硫化工艺是否达标，或更换高耐热配方。
试片与实物差异大：优化模具设计（如溢边控制）、调整装配工艺（如减少过度压缩）。
如需具体配方或设备参数，可进一步参考来源中的实验数据及厂商建议。
来源：Internet
关键词： 橡胶
