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    氫化丁腈密封圈在高溫下的耐油性和耐老化性能

    時間:2018-01-15 13:36:50  來源:http://www.lionelbui.com/  作者: 揚中市橡膠塑料廠有限公司

    氫化丁腈密封圈(HNBR)是一種綜合性能好的特種橡膠,也是一種戰略物資,具有優異的耐油性,耐腐蝕,耐低溫、高溫(150-170℃),耐氧化、耐動態疲勞、耐臭氧的新材料。主要應用于汽車制造、油田開采、航空航天、軍工產品等領域。
    氫化丁腈密封圈(HNBR)是20世紀80年代開發的丁腈橡膠新品種,與傳統的丁腈橡膠(NBR)相比,其分子結構中含少量或不含碳碳雙鍵,它在保持NBR原有的優異耐油性及耐化學藥品的同時,又獲得了良好的耐熱、耐高溫、高壓、耐臭氧等性能,由于拉伸結晶,其強度拉伸性能也很優異。HNBR可用在要求具有極限韌度或嚴格的耐滲透性的耐高溫、耐油用途上。HNBR被廣泛用于汽車行業中各種油罐、密封件、燃料泵隔膜和閥門套襯墊等以及油田工業中深井鉆井管密封、鉆井管保護層、井口密封等的制造,同時也滿足新型航空裝備對橡膠材料的更高要求,推動了耐油橡膠制品的發展。國外對航空橡膠制品的發展給予了高度重視,HNBR是目前NBR發展的趨勢。隨著工業技術的發展 ,尤其是汽車工業、海上油氣田開采等特殊工業,HNBR的耐高溫、耐老化等性能得到了更好的體現和應用。
    在國內,由于HNBR主要依靠進口,價格昂貴,極大地限制了其應用。目前國內HNBR主要用于制造與石油鉆井設備配套的鉆管保護器、螺桿泵、螺桿鉆、石油封隔器、油封、墊片、泥漿泵活塞和海洋石油鉆井平臺配套軟管。石油開采的深井、超深井工況環境十分惡劣,要求橡膠制品必須耐受高溫、高壓、酸、胺、硫化氫、甲烷等,采用HNBR可以提高相關橡膠制品的耐酸、耐油、耐溶劑性能。
    氫化丁腈密封圈制品,指的是用氫化丁腈密封圈材質加工而成的制品。產品有氫化丁腈密封圈O型圈、氫化丁腈密封圈密封圈、氫化丁腈密封圈墊片、氫化丁腈密封圈矩形圈、氫化丁腈密封圈密封件、氫化丁腈密封圈Y型圈、氫化丁腈密封圈V型圈、氫化丁腈密封圈U型圈等. 氫化丁腈密封圈(簡稱HNBR)是通過氫化丁腈密封圈主鏈上所含的不飽和雙鍵而制得,又稱為高飽和度丁腈橡膠。由于HNBR具有合理的分子結構,因此不僅繼承了NBR的耐油、耐磨等性能,而且還具有更優異的耐熱、耐氧化、耐臭氧、耐化學品性能,可以與氟橡膠相媲美,在許多方面可取代氟橡膠、CR、NBR等特種橡膠。
    氫化丁腈密封圈制品主要用于汽車耐油橡膠部件,其消耗量的45%用于生產傳動帶,密封件占25%,電纜和膠管占13%。密封墊,襯墊,O形圈類:近年來,油井和氣井的鉆探越來越深,溫度更高,工作環境更惡劣,氟橡膠密封件在這樣的環境都容易損壞。在高溫和高壓下對橡膠性能影響*大的介質是H2S,CO2,甲烷,柴油,胺緩蝕劑,蒸汽以及酸類,而氫化丁腈密封圈制品對上述化學介質有極好耐受性能,特別適合生產油井、氣井用防暴器,鉆管護罩,栓塞,閥門密封圈,泵類活塞,動力電纜護套,旋轉膠管等橡膠零部件。氫化丁腈密封圈制品的耐輻射性能比硅橡膠,氟橡膠,聚四氟乙烯好,還適宜作核電站的各種橡膠密封件。高溫下的耐油性和耐老化性能
    丁腈橡膠氫化后大大提高了其耐熱性和耐熱空氣老化性,N?Sandland等對NBR,氯磺化聚乙烯(CSM),氯丁橡膠(CR)與HNBR作對比試驗,NBR,CSM,CR明顯不適用于高溫(150℃)環境下工作,而HNBR硫化膠則表現出優異的耐油和耐老化性能。在180℃下HNBR試樣在液壓轉向油中浸泡1000h,其斷裂伸長變化率低于丙烯酸酯橡膠。以一定溫度下伸長率變化小于80%,試樣無裂紋作為材料使用壽命的評價標準,過氧化物硫化的HNBR使用壽命為1000h,其工作溫度達150℃,而NBR和CR僅為106℃和101℃。
    2、物理機械性能
    氫化丁腈硫化膠的拉伸強度一般可達30MPa圖3,ZSC則高達50MPa以上,高于FKM、NBR、CSM等橡膠,在150℃下Zetpol2010的壓縮永久變形性能不同程度的優于FKM和氟碳彈性體(TFE/P),而NBR完全不能在150℃下工作。HNBR還具有優異的耐磨性,HNBR與NBR、FKM在150℃石油介質中的磨損試驗表明,前者的耐磨性能分別為后兩者的2~3和3~4倍。
    3、耐化學介質和耐臭氧性能
    HNBR在高溫下能耐酸、堿和鹽,能在強腐蝕性添加劑的潤滑油和燃料油介質中工作。在模擬油田深井開采酸性液/氣介質環境時(氣相:5%H2S、20%CO2、75%CH4,液相:95%柴油、4%水、1%緩蝕劑),由實驗曲線可以看出,FKM、TFE/P、NBR均不能承受高溫下的酸性介質環境,而HNBR表現出*性能。HNBR試樣的靜態和動態耐臭氧性能測試結果表明,1000小時后試樣未出現臭氧裂紋,顯示出優異的耐臭氧老化性能。

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