丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經(jīng)乳液聚合法制得的，丁腈橡膠主要采用低溫乳液聚合法生產(chǎn)，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強(qiáng)。丁腈橡膠具有優(yōu)良的耐油性,其耐油性?xún)H次于聚硫橡膠和氟橡膠，并且具有的耐磨性和氣密性;耐熱性?xún)?yōu)于丁苯橡膠、氯丁橡膠，可在120℃長(zhǎng)期工作。氣密性?xún)H次于丁基橡膠。丁腈橡膠的性能受丙烯腈含量影響，隨著丙烯腈含量增加拉伸強(qiáng)度、耐熱性、耐油性、氣密性、硬度提高，但彈性、耐寒性降低。其缺點(diǎn)是耐低溫性差、耐臭氧性差，電性能低劣，彈性稍低;并且不耐臭氧及芳香族、鹵代烴、酮及酯類(lèi)溶劑，不宜做絕緣材料。

改變丁腈橡膠的分子結(jié)構(gòu)

橡膠材料內(nèi)部分子的穩(wěn)定性是影響橡膠材料耐老化性能的一項(xiàng)重要因素, 所以, 我們可以改變橡膠的內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)來(lái)使橡膠變得穩(wěn)定。例如, 塑料與橡膠相比不容易老化是因?yàn)樗芰戏肿又袥](méi)有像橡膠分子那樣的雙鍵, 橡膠分子內(nèi)部的雙鍵遇氧或臭氧容易斷裂。所以我們可以用降低分子內(nèi)部雙鍵含量的方法來(lái)使橡膠變得穩(wěn)定。據(jù)報(bào)道, 增加丁腈橡膠中丙烯腈含量, 丁腈橡膠分子中不飽和鍵變的更穩(wěn)定, 丁腈橡膠在一般環(huán)境下老化速度減慢, 若向丁腈橡膠中加入苯基-β-萘胺并同時(shí)增加丁腈橡膠中丙烯腈含量時(shí), 丁腈橡膠內(nèi)部分子中不飽和鍵的含量下降, 由此引起其與氧反應(yīng)的能力下降, 從而延緩了丁腈橡膠制品的老化。

在丁腈橡膠中添加防老劑

橡膠的老化是復(fù)雜的自由基反應(yīng)過(guò)程, 要想徹底阻止橡膠的老化是不可能的, 但是通過(guò)研究自由基的反應(yīng)機(jī)理我們已經(jīng)找到了一些延緩丁腈橡膠老化的方法。添加防老劑就是一種不錯(cuò)的方法。防老劑的種類(lèi)有很多, 根據(jù)它的功能不同可以分為鏈斷裂型防老劑和抑制反應(yīng)型防老劑。根據(jù)防老劑的化學(xué)式結(jié)構(gòu)的不同可以分為胺類(lèi)防老劑、酚類(lèi)防老劑、二硫代氨基甲酸鎳類(lèi)防老劑、硫脲類(lèi)防老劑。它們的種類(lèi)不同, 對(duì)橡膠的作用機(jī)理也不同, 但總的來(lái)說(shuō)都有抑制自由基反應(yīng)延緩橡膠老化的功能。

表面氟化改性

眾所周知C-F鍵具有較高的鍵能, 引發(fā)C-F鍵破壞生成自由基比較困難, 因此在聚合物分子鏈中引入C-F鍵, 可以顯著提高其老化性能, 如曾斌[7]等將丁腈橡膠材料與氟化氙蒸汽在特殊條件下反應(yīng), 反應(yīng)后丁腈橡膠材料表面生成一層與氟橡膠薄膜相似的保護(hù)膜, 丁腈橡膠優(yōu)良性能沒(méi)有發(fā)生變化的同時(shí), 它的耐熱、耐疲勞、耐老化性能大幅度提高。

硫化劑的優(yōu)化

硫化劑對(duì)丁腈橡膠的耐老化性能的影響也是非常大的, 硫磺是一種常用的橡膠硫化劑, 具有復(fù)雜多硫分子結(jié)構(gòu)的硫化膠抗氧化性能較差, 具有較簡(jiǎn)單的單硫和雙硫分子結(jié)構(gòu)的硫化膠抗氧化性能較好。這是因?yàn)榫哂卸嗔蚪Y(jié)構(gòu)的硫化膠會(huì)釋放出許多游離的自由基, 這些自由基會(huì)與環(huán)境中的氧發(fā)生反應(yīng)從而降低橡膠的抗氧化性能。所以選擇合適的硫化劑非常重要。

加工助劑的優(yōu)化

丁腈橡膠生產(chǎn)過(guò)程中, 一般都會(huì)在其配方中加入加工助劑, 其作用是補(bǔ)充橡膠材料的一些其他性能。

丁腈橡膠的并用共混改性

(1) 陳煜盛等[11]對(duì)氯磺化聚乙烯于丁腈橡膠進(jìn)行了共混改性, 并且對(duì)它們的不同的共混比和不同的硫化劑、炭黑、防老劑、增塑劑的用量進(jìn)行了對(duì)比, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)共混改性后的丁腈橡膠耐熱、耐老化、耐疲勞性能明顯提高, 當(dāng)氯磺化聚乙烯與丁腈橡膠的并用比為一比一時(shí)抗熱氧老化效果;增加硫磺的用量抗熱氧老化性能下降;增加炭黑的份數(shù), 丁腈橡膠的物理性能穩(wěn)定性先增大后減小;經(jīng)過(guò)試驗(yàn)的對(duì)比表明加入防老劑NBC的共混膠防老效果更好;增塑劑選用鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯時(shí)共混膠的耐老化性能。
(2) 丁腈橡膠與聚氯乙烯共混改性
丁腈橡膠與聚氯乙烯具有相同的極性參數(shù), 因此它們倆相似相溶。國(guó)外的公司最早工業(yè)化生產(chǎn)的共混物產(chǎn)品就是丁腈橡膠與聚氯乙烯共混物橡塑產(chǎn)品, 丁腈橡膠與聚氯乙烯共混膠與丁腈橡膠相比具有良好的耐疲勞、耐臭氧、耐老化性能
(3) 丁腈橡膠/氯磺化聚乙烯共混改性
由于氯磺化聚乙烯分子中的特殊結(jié)構(gòu), 其具有非常好的物理性能, 并且耐熱、耐疲勞、耐老化, 丁腈橡膠極性參數(shù)與其相近, 所以丁腈橡膠和氯磺化聚乙烯相似相容。它們可以共混, 共混膠不僅兼具了氯磺化聚乙烯的性能, 其抗氧化性能也隨之增加了。
(4) 丁腈橡膠/三元乙丙橡膠共混改性
朱智林等將丁腈橡膠和三元乙丙橡膠進(jìn)行共混改性, 其共混膠的耐老化性能明顯好于丁腈橡膠, 并且機(jī)械性能也得到了改進(jìn)。