丁腈橡胶的性质与用途

丁腈橡胶（Nitrile Butadiene Rubber，简称NBR）是由丁二烯（CH?=CH-CH=CH?）与丙烯腈（CH?=CH-CN）经乳液聚合法（主要为低温聚合法）制成的共聚物，外观为浅褐色弹性体，分子量约70万左右，是目前用量最大的耐油合成橡胶之一，占全部橡胶需求量的约2.5%~3.5%（工业先进国家）。

一、主要性质

?? 1. 耐油性

特性	说明
对矿物油、液体燃料、动植物油及非极性溶剂具有极强耐受性	耐油性仅次于聚硫橡胶和氟橡胶
耐油性远优于天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶	尤其耐苯、石油基油类
丙烯腈（ACN）含量越高，耐油性越好	ACN含量18%~50%，分为5个品级

?? 但对芳香烃和氯代烃油类抵抗能力较差，不适用于酮类、酯类、硝基烃等极性溶剂。

??? 2. 耐热性

指标	数值
长期使用温度	可达 100~120℃
短期耐受温度	可达 150℃（120℃下可持续使用40天）
玻璃化转变温度（Tg）	约 -55℃（ACN含量越高，Tg越高，耐寒性越差）

? 3. 其它物理化学性能

性能	表现
耐磨性	优于天然橡胶和丁苯橡胶
气密性	ACN含量达39%时，气密性与丁基橡胶相当
耐水性	优良
粘结性能	优良，可与酚醛、环氧、醇酸树脂配制成高性能胶粘剂
耐臭氧性	优于天然橡胶，但弱于氯丁橡胶
耐老化性	良好，但分子中双键使其在热氧作用下易降解
电绝缘性	? 较差，属于半导体橡胶（氰基易电场极化）
弹性	稍低于天然橡胶和丁苯橡胶
抗静电性	? 优良
耐酸碱性	对中低温（<100℃）中等浓度碱液（10%~30% NaOH/KOH）耐受良好；强酸（如浓硫酸）会造成腐蚀

?? 4. 丙烯腈含量对性能的影响

ACN含量	耐油性	耐热性	耐寒性	弹性/伸长率	加工性
低（18%）	较差	一般	? 好（Tg≈-52℃）	? 好	? 好
中（26%~31%）	较好	较好	一般	一般	一般
高（40%~50%）	? 极好	? 极好（可耐150℃）	? 差（Tg≈-26℃）	? 差	? 差

三种最常用牌号：丁腈-18（耐寒）、丁腈-26（综合性能最佳）、丁腈-40（耐高温耐油）。

二、主要用途

?? 1. 密封件（约占50%）

产品	应用场景
O型圈、油封、皮碗、膜片	汽车发动机油封、液压系统密封（压力范围0.1~20MPa）
垫圈、垫片	石油管道、化工设备法兰密封
活塞密封	航空液压部件、飞机油箱衬里

?? 汽车零部件领域占密封制品消费的约70%。

?? 2. 胶管与胶带

液压胶管：内胶层直接接触油液，要求耐腐蚀、防漏、耐压——丁腈橡胶是首选
燃油软管、输油耐压胶管

??? 3. 工业胶辊

印刷胶辊、印染胶辊、造纸胶辊
耐油性比天然橡胶高30%~50%，耐磨性优良

?? 4. 医用/防护手套（丁腈手套）

不含蛋白质，无过敏反应，无毒无害
耐油、耐磨、贴附性好
广泛用于医院、实验室、化工、电子、食品加工等行业

?? 5. 航空航天

飞机油箱衬里、密封件
氢化丁腈橡胶（HNBR）：耐温可达150℃，用于新型环保冷媒R123a制冷系统、新能源汽车电机油冷密封

?? 6. 电缆材料

NBR/PVC共混胶是电线电缆行业用途最广泛的材料之一
防静电工作面（表面电阻10?~10?Ω）

?? 7. 发泡保温材料

丁腈橡胶泡棉：闭孔结构，具有防水、防潮、保温、缓冲防震、隔音等特性
使用温度 -40~105℃
用于地垫、坐垫、仪器仪表包装、汽车电子等

?? 8. 胶粘剂

与酚醛、环氧、醇酸树脂配合制成高强度、高耐油性胶粘剂
航空航天领域应用广泛

三、主要衍生品种

品种	特点	典型应用
氢化丁腈橡胶（HNBR）	耐温150℃+，耐臭氧、耐老化性能大幅提升，拉伸强度更高	新能源汽车、动力电池、高端密封件
羧基丁腈橡胶（XNBR）	引入羧基，耐溶剂性↑，可用氧化锌/二元胺硫化	高端密封件、与树脂共混改性
液体丁腈橡胶（LNBR）	端基为羧基或硫醇基，作固体NBR增塑剂	胶粘剂、密封材料
粉末丁腈橡胶	易加工、无粉尘	PVC改性、制动摩擦材料

四、加工注意事项

问题	原因	对策
混炼生热大	分子间作用力大，高温和高剪切下易结构化	低速混炼（10~20 r/min），炭黑与软化剂同时加入
硫化剂分散困难	极性强	硫化初期在密炼机中加入，促进剂最后在开炼机中加入
不能用密炼机塑炼	高温塑炼会产生凝胶	门尼粘度>90的硬丁腈需充分塑炼，但避免高温
自粘性差、包辊性不好	极性强	配方中加入增粘树脂改善

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