丁腈橡胶耐石油开采介质影响因素分析

研究了结合丙烯腈含量、硫化体系、增强体系和增塑体系对丁腈橡胶(NBR)耐石油开采领域中常见化学介质腐蚀规律的影响。结果表明,随着结合丙烯腈含量的增加,NBR硫化胶的物理机械性能及耐热空气老化性能均提高,耐煤油、海底控制液等非极性介质的性能较好,耐甲醇、蒸馏水和乙二醇水溶液的性能逐渐下降,耐酸碱盐水溶液的性能相差不大;硫化体系主要影响NBR硫化胶的物理机械性能及耐热空气老化性能,对NBR硫化胶耐各种石油开采介质的影响则相差不大;对于高硬度NBR硫化胶,当增强体系采用小粒径炭黑时,NBR硫化胶的物理机械性能最好,不同增强体系对NBR硫化胶耐热空气老化性能的影响并不明显,但当增强体系采用大粒径炭黑时,NBR硫化胶具有更好的耐甲醇和煤油的性能,同时要求选用惰性填料进行增强;添加了大分子酯类增塑剂的NBR硫化胶较添加小分子酯类增塑剂、液体NBR增塑剂的物理机械性能更为优异,耐热空气老化性能相差不大,但耐各种石油开采介质的体积变化均偏大,耐甲醇、煤油及10%氢氧化钠水溶液的性能较差,而耐其他石油开采介质的影响则较小。

液体丁腈橡胶YN25对丁腈橡胶2980的改性

将液体丁腈橡胶(牌号YN 25)与丁腈橡胶(NBR)2980进行机械共混制备了NBR 2980 M,研究了YN 25加入量对NBR 2980 M混炼胶的门尼黏度、硬度和硫化特性及硫化胶拉伸性能的影响。结果表明,随YN 25加入量增加,NBR 2980 M的门尼黏度、50 min的300%定伸应力、拉伸强度、最大和最小转矩均呈线性下降,扯断伸长率及25 min、50 min和90 min三个转矩差硫化时间均线性上升,而混炼胶硬度的变化不明显。YN 25在NBR 2980 M中的质量分数每增加1%,混炼胶门尼黏度下降0.78,50 min的300%定伸应力、拉伸强度、最大和最小转矩分别下降0.15 MPa、0.17 MPa、0.12 dN·m和0.02 dN·m,扯断伸长率及25 min、50 min和90 min三个硫化时间分别增加4.1%、0.05 min、0.08 min和0.18 min。

一种车用纳米改性橡胶密封材料制备及性能研究

为提高橡胶密封材料的耐磨性能,以丁腈橡胶(NBR)为主要材料,纳米氧化锌为补强填料,制备一种密封材料,对其力学性能和摩擦磨损性能进行研究。结果表明,与普通氧化锌相比,含有纳米氧化锌的密封材料力学性能和耐磨性能更好,硬度为77.2 HA,压缩永久变形率为21.2%,拉伸强度和拉伸断裂伸长率分别是13.26 MPa、198.8%,撕裂强度为52.38 kN/m。在干摩擦磨损试验中,含有纳米氧化锌的密封材料平均摩擦系数为0.817,磨损量降低38.0%。在油润滑摩擦磨损试验中,含有纳米氧化锌的密封材料摩擦系数最后稳定在0.08。添加纳米氧化锌的密封材料综合性能良好,可作为汽车轴承等钢结构密封材料应用。

羧基丁腈橡胶成功实现工业化生产

2024年8月14日,从中国石油兰州石化公司(以下简称“兰州石化”)传来捷报,由中国石油石油化工研究院(以下简称“石化院”)和兰州石化联合攻关的重大专项“羧基丁腈橡胶(XNBR)研发”完成阶段既定目标任务,XNBR 2704在兰州石化35 kt/a特种丁腈橡胶装置一次开车成功。这是继去年成功生产低羧XNBR 3304牌号后开发的另一高羧牌号,标志着中国石油在多元共聚改性丁腈橡胶高端牌号开发上驶入“快车道”。XNBR是高性能复合材料的重要基体,随着分子链中结合羧酸含量的提高,其拉伸性能、黏接性和耐磨性进一步提升,广泛用于制作航空航天和电子电路用黏合剂、特种密封件、纺织胶辊等,是国民经济和国防军工领域的重要物资。

丙烯腈含量对氢化丁腈橡胶热学性能影响的分子动力学模拟研究

利用分子动力学方法构建氢化丁腈橡胶(HNBR)模型,研究丙烯腈(ACN)含量对HNBR热学性能的影响。结果表明:随着ACN质量分数的增大,HNBR分子链的取向性下降,HNBR的热导率减小,玻璃化温度升高,耐低温性能下降;分子的非键能和二面角扭转能对HNBR的玻璃化转变过程有重要影响。

在原油中老化的螺杆泵定子氢化丁腈橡胶胶料的性能变化研究

研究在原油中老化的螺杆泵定子氢化丁腈橡胶(HNBR)胶料的性能变化。结果表明:随着老化时间的延长,在25℃原油中老化的HNBR胶料的邵尔A型硬度先减小后增大、损耗因子(tanδ)减小;在60和100℃原油中老化的HNBR胶料的邵尔A型硬度和tanδ增大;在25,60和100℃原油中老化的HNBR胶料的拉伸强度和撕裂强度减小;在25和60℃原油中老化的HNBR胶料的拉断伸长率减小、压缩永久变形先减小后增大,在100℃原油中老化的HNBR胶料的拉断伸长率和压缩永久变形增大。随着老化温度的升高和老化时间的延长,HNBR胶料在25%压缩应变下的压缩应力减小,但相对于老化时间,老化温度对HNBR胶料的压缩应力影响较大。

端羧基液体丁腈酯橡胶的合成及增韧环氧树脂的力学性能

采用乳液聚合法,加入丁二烯、丙烯腈、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯四种单体,通过四元共聚合成出端羧基液体丁腈酯橡胶(CTBNB)并用其增韧环氧树脂。傅里叶变换红外光谱与核磁共振波谱的表征均证实了CTBNB的成功合成,其羧基摩尔分数为3.6%。加入10份(质量,下同)CTBNB可全面提升环氧树脂E 51的拉伸强度、扯断伸长率及冲击强度;加入15份可使其冲击强度较未加入者提高259%,达到明显增韧效果。

丙烯腈-丁二烯橡胶中结合丙烯腈含量标准物质的定值与不确定度评定

标准物质的研制一般经过均匀性检验、稳定性检验、定值和不确定度评定等重要环节。而标准物质的定值关系到标准物质标准值是否准确可靠,标准物质的定值工作显得尤为重要。丙烯腈-丁二烯橡胶NBR 2880中结合丙烯腈含量标准物质的定值采用6家行业权威实验室联合定值,采用狄克逊(Dixon)法检验组间、组内是否存在可疑值;夏皮罗-威尔克Shapiro-Wilk法(W检验)检验定值数据是否正态分布;柯克伦(Cochran)法检验定值数据是否等精度。通过定值数据的统计分析,在p=0.95的置信概率时,定值数据均处于等精度、正态分布、无可疑值。经过定值和不确定度评定,丙烯腈-丁二烯橡胶NBR 2880结合丙烯腈含量标准物质的标准值为(31.5±0.4)%。

国产高回弹性丁腈橡胶3306G的结构与性能研究

研究国产高回弹性丁腈橡胶(NBR)3306G生胶的微观结构及胶料性能,并与NBR3365和NBR3370C进行对比。结果表明:3种NBR在微观结构上差异不大,相对分子质量从大到小依次为NBR3370C,NBR3306G,NBR3365;NBR3306G生胶和混炼胶的门尼粘度介于NBR3370C与NBR3365之间;NBR3306G混炼胶的硫化速度较慢,焦烧时间较长,抗焦烧性能较好;NBR3306G硫化胶具有较高的拉伸强度和拉断伸长率、较好的回弹性和抗压缩永久变形性能,但耐油性能略差。

稀土氧化物在氢化丁腈橡胶中的应用研究

以HNBR为基材,制备了稀土氧化物增强改性复合材料,研究了稀土氧化物种类及用量对复合材料力学性能和热空气老化性能的影响。结果表明,加入一定量氧化镧或氧化铈可显著提高复合材料力学性能和热空气老化性能;加入2份氧化铈可大幅提高复合材料拉伸强度、撕裂强度和热空气老化性能。

共混比对乙丁橡胶/丁腈橡胶共混胶性能的影响

采用共混法制备了乙丁橡胶(EBT)/丁腈橡胶(NBR)共混胶,研究了不同共混比对其硫化特性、物理机械性能、压缩永久变形、耐老化性能、耐低温性能、玻璃化转变温度及耐油性能的影响。结果表明,随着EBT用量的增加,共混胶的拉伸强度、撕裂强度和扯断伸长率均逐渐降低,而硬度和定伸应力则逐渐升高,压缩永久变形逐渐变大;随着EBT用量的增加,共混胶的耐热空气老化性能呈现先降低后升高的趋势,耐臭氧老化性能得到改善,耐低温性能提升,但耐油性能下降;当m(EBT)/m(NBR)为30/70时,共混胶综合力学性能和耐油性能稍有下降,但耐低温性能和耐臭氧老化性能明显提升。

纳米丁腈橡胶胶乳的制备与催化加氢

采用常规乳液聚合法结合低温间歇聚合工艺制备了丁腈橡胶胶乳,使用自制钌系催化剂对该胶乳进行乳液加氢,系统研究了催化剂用量和氢气压力对丁腈橡胶胶乳加氢效果的影响规律。结果表明,所制备丁腈橡胶胶乳的平均粒径为69.13 nm,加氢前后胶乳的粒径基本保持不变且胶乳稳定性良好;氢气压力越大催化加氢效果越好;当催化剂质量分数为0.017 5%时,可制得氢化度为99%以上且不含凝胶的产品。

ZDMA和DCP对NBR/EVM并用胶性能的影响

采用多因素分析法,研究了过氧化物硫化剂DCP和甲基丙烯酸锌(ZDMA)的用量对丁腈橡胶/乙华平橡胶(NBR/EVM)并用胶性能的影响。结果表明,在实验设定范围内,随着DCP和ZDMA用量的增加,NBR/EVM硫化胶的Shore A硬度、拉伸强度和撕裂强度均逐渐增大,而回弹性和拉断伸长率呈下降趋势;采用回归分析法研究了DOP和ZDMA对NBR/EVM性能的影响,经验证发现,建立的数学模型能较为准确地预测胶料的各项力学性能与配合剂用量之间的关系。

润滑脂对丁腈橡胶硫化胶性能的影响

通过模拟油封工作状况对丁腈橡胶(NBR)硫化胶进行热空气和润滑脂加速老化试验。结果表明:随着热空气和润滑脂老化时间的延长,NBR硫化胶的力学性能均逐渐下降;在隔绝空气的润滑脂中浸泡的NBR硫化胶的力学性能损失较小,在未隔绝空气的润滑脂中浸泡的NBR硫化胶的力学性能损失较大,NBR硫化胶存在明显的橡胶分子链裂解现象;润滑脂酸度直接影响NBR硫化胶的力学性能,润滑脂酸度大会加速NBR硫化胶的橡胶分子主链的双键断裂。

环保型聚醚酯增塑剂对氢化丁腈橡胶性能的影响

用己二酸与醇醚制备了三种不同酯化率的聚醚酯增塑剂(命名为AAGEA、AAGEB、AAGEC),将其与己二酸二丁基二甘酯(TP-95)和葵二酸二辛酯(DOS)增塑剂进行对比,加入氢化丁腈橡胶中,探究这五种增塑剂对氢化丁腈橡胶性能的影响。结果表明,随着酯化率的提高,加聚醚酯增塑剂胶料的交联密度先下降后上升,加工安全性降低,硫化速率加快,拉断伸长率先提高后下降,拉伸强度及耐寒性能先降低后提高。DOS胶料老化前后的拉伸强度最高,但弹性与低温抗冲击性最差;AAGEB胶料老化前的弹性最好,强度最低,在低温下的形变恢复最差;AAGEA胶料的耐老化性与耐寒性能最好,力学性能中等;综上所述,增塑剂AAGEA胶料的性能最佳。

阿朗新科提升氢化丁腈橡胶产能

阿朗新科公司通过强化位于美国奥兰治、德国勒沃库森两个基地的氢化丁腈橡胶工厂的生产工艺,提升产能,以满足全球对高性能氢化丁腈橡胶产品与日俱增的需求。本次产能提升项目于2023年年底完成,两家工厂的氢化丁腈橡胶年产能预计增加约1000 t。

氢化丁腈橡胶耐盐酸性能的研究

研究丙烯腈含量、饱和度和硫化体系对氢化丁腈橡胶(HNBR)硫化胶耐盐酸性能的影响。结果表明:不同牌号HNBR硫化胶经过耐盐酸试验后,均呈硬度和体积增大、拉伸强度和拉断伸长率减小的趋势;丙烯腈含量较小、饱和度较低的HNBR硫化胶的耐盐酸性能更好;与采用过氧化物硫化体系的HNBR硫化胶相比,采用硫黄硫化体系的HNBR硫化胶的耐盐酸性能更好。

EVA/NBR TPV压缩Mullins效应的研究

采用动态硫化法制备了乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/丁腈橡胶(NBR)热塑性硫化胶(TPV),系统研究了EVA/NBR TPV压缩Mullins效应。结果表明,随着EVA/NBR共混比及压缩应变的增大,TPV压缩Mullins行为趋于显著;当压缩应变一定时,首次循环加载-卸载过程中最大压缩应力、内耗和tanδ均达到最大值,而第2次加载-卸载过程中均发生大幅下降,之后下降趋势逐渐减弱。在相同应变下,EVA/NBR共混比60/40的TPV最大压缩应力、残余变形、内耗、应力软化因子和tanδ均大于共混比40/60的TPV,变化幅度较为明显。

基于配位交联的自愈合丁腈橡胶硫化胶的结构与性能

以无水硫酸铜(CuSO_(4))为配位交联剂,与丁腈橡胶(NBR)混炼后制备了一种具有自愈合性能的配位交联NBR硫化胶,研究了其硫化特性、交联密度、力学性能和自愈合行为。结果表明,热压后NBR硫化胶内形成了配位交联网络;当CuSO_(4)用量为20份时,硫化胶的交联密度、拉伸强度、撕裂强度和Shore A硬度最高;系列NBR硫化胶均表现出良好的自愈合性能,且随着愈合温度和愈合时间的增加,硫化胶的愈合强度和愈合效率显著提高;CuSO_(4)用量为20份的硫化胶在180℃愈合60 min时的愈合效率最高可达到98%。

氢化丁腈橡胶在柴油中压缩永久变形的研究

通过分析含油介质中压缩载荷对氢化丁腈橡胶(HNBR)硫化试样的影响,选择介质与压缩载荷同时作用的试验方法模拟橡胶密封件工作状态。结果表明,随着温度的升高,HNBR压缩永久变形持续增大;当持续压缩28 d时,HNBR压缩永久变形由80℃时16.44%增大至200℃时91.14%。随着浸泡时间的延长,80℃时HNBR压缩永久变形降低后保持稳定,120℃,160℃及200℃时持续增大。通过分析具有相似物理或化学变化机理的试样性能,得出HNBR寿命预测方程为y=-1312.60x-0.20343。