Технологические свойства

Бутадиен-нитрильный каучук

(БНКС -40АМН)

ХЕБВ-01-11

Шульженко М.Г.

Введение

Бутадиен-нитрильные каучуки являются продуктом совместной полимеризации бутадиена и нитрила акриловой кислоты, проводимой в водных эмульсиях в присутствии инициаторов свободнорадикальных процессов.

Свойства резин на основе БНК определяются не только содержанием акрилонитрильных звеньев, но и особенностями полимеризации каучука. Ранее при полимеризации отечественных бутадиен-нитрильных каучуков использовался эмульгатор – натриевая соль дибутилнафталинсульфокислоты – некаль, который переходил при полимеризации в сточные воды. Очистка сточных вод, содержащих некаль, затруднена из-за того, что он не поддается биохимическому разложению. Каучуки, синтезированные с использованием данного эмульгатора, изготовляются преимущественно трех марок СКН-18, СКН-26 и СКН-40 (цифры в обозначении соответствуют содержанию акрилонейтральных звеньев).

В последнее время в связи с ужесточением экологических требований некаль в ряде случаев заменяют на другие эмульгаторы, например алкилсульфонат натрия с добавлением сульфонола или парафината калия. Они не уступают ему по эмульгирующему действию, но исключают загрязнение водоемов и сточных вод, так как легко вымываются из них. Одним из таких эмульгаторов, обладающих указанными свойствами, является эмульгатор на основе алкилсульфонатов. Каучуки, синтезированные с использованием указанного эмульгатора, выпускаются Красноярским заводом синтетических каучуков под торговой маркой БНКС.

Бутадиен-нитрильный каучук — синтетический полимер, продукт радикальной сополимеризации бутадиена с акрилонитрилом (НАК) в водной эмульсии при 30 °С (высокотемпературные) и при 5 °С (низкотемпературные).Низкотемпературные СКН обладают лучшими технологическими свойствами, чем высокотемпературные, а их вулканизаты — хорошими физико-механическими свойствами. Молекулы СКН состоят из статистически чередующихся звеньев бутадиена и НАК:

В макромолекуле бутадиен-нитрильных каучуков большинство бутадиеновых звеньев присоединено в положениях 1,4 (ок. 80% этих звеньев имеют транс-конфигурацию), ~ 10% - в положениях 1,2. Акрилонитрильные звенья распределены в макромолекуле нерегулярно; среднее их содержание для бутадиен-нитрильных каучуков разл. типов составляет 17-52%. Вследствие нерегулярности строения бутадиен-нитрильные каучуки не склонны к кристаллизации. Содержание 1,2-звеньев бутадиена не превышает 10% и уменьшается с увеличением количества присоединенного НАК.

Среднемассовая мол. масса (Мw) отечественных каучуков составляет 250-350 тыс. (по данным седиментационного анализа бутадиен-нитрильного каучука, свободного от микрогеля); индекс полидисперсности Mw/Mn= 3-7 (Mn-среднечисловая мол. масса). Макромолекулы каучука характеризуются значит. длинноцепочечной разветвленностью. Бутадиен-нитрильные каучуки растворяются в кетонах, этилацетате, хлороформе, сополимеры с небольшим содержанием акрилонитрильных звеньев - также в толуоле и бензоле. Многие физические свойства каучуков существенно зависят от содержания в них акрилонитрильных звеньев

Получение

Бутадиен-нитрильные каучуки синтезируют радикальной сополимеризацией мономеров в водной эмульсии при 5°С ("холодная полимеризация") или 30°С ("горячая полимеризация")

Инициирование высокотемпературных процессов осуществляют персульфатом калия и для снижения температуры его эффективного распада в систему добавляют триэтаноламин(2:1).

Низкотемпературные инициирующие системы содержат гидропероксид, железо-трилоновый комплекс и ронгалит.

в качестве эмульгаторов при получении бутадиен-нитрильных каучуков используют биодеструктируемые продукты: алкилсульфонаты натрия, мыла диспропорционированной канифоли и синтетических жирных кислот их ПАВ. При этом скорость полимеризации существенно зависит от природы применяемого эмульгатора, а также и физико-химические свойства латексов.

Бутадиен-нитрильные латексы обладают меньшей агрегативной устойчивостью, чем бутадиен-стирольные, поэтому применяют стабилизатор эмульсии-лейканол, и соотношение водной и мономерной фаз достигает 200:100 и даже 275:100 для систем с высоким содержанием НАК.

Регулирование молекулярной массы осуществляют трет-додецилмеркаптаном или его смесью с диизопропилксантогендисульфидом (дипроксидом), и в зависимости от необходимой жесткости каучука меняется дозировка регуляторов и порядок их введения в систему (в виде раствора в акрилонитриле)

Для более равномерного протекания процесса целесообразно ¾ рулятора подавать в начале процесса , а остальное при степени превращения 30-35%; при низкотемпературных процессах – еще более дробно.

Сополимеризацию проводят по непрерывной схеме в батарее из 12 полимеризаторов. С увеличением содержания акрилонитрила в смеси мономеров скорость полимеризации возрастает. При достижении степени превращения около 65% полимеризацию прекращают введением раствора стоппера-гидрохинона(преимущественно для высокотемпературных процессов) или диметилдитиокарбамата натрия. Перед дегазацией в линию латекса вводят дисперсию противостарителя- нафтама-2 или нетемнеющего П-23 (2,4,6-три-трет-бутилфенола)

Отгонка незаполимеризовавшихся мономеров может проводиться несколькими методами:

А) двухступенчатая прямоточная дегазация при разрежении;

Б) предварительное удаление бутадиена в емкостях и дегазация в противоточных вакуумных колоннах;

В) отгонка мономеров из крошки скоагулированного латекса;

Г) предварительная дегазация под давлением, вакуумная дегазация в емкости и окончательная отгонка акрилонитрила в прямоточной колонне при разрежении;

Для уменьшения количества образующегося при дегазации коагулюма процесс желательно проводить при более низких температурах( не выше 70⁰С).

Если в качестве эмульгаторов использованы мыла канифоли и СЖК, то необходимо применять электролит (раствор NaCl) очищать от ионов Са²⁺ и Мg²⁺ , чтобы предотвратить образование нерастворимых солей. кроме того , сами карбоновые кислоты нежелательны в бутадиен-нитрильном каучуке, поэтому после коагуляции латекса с добавлением кислоты проводят обработку пульпы щелочью, чтобы вновь омылить карбоновые кислоты и удалить их с путем промывки.

Процессы коагуляции латексов бутадиен-нитрильных каучуков характеризуются относительно большим расходом NaCl до 12 т на 1т каучука. С увеличением содержания звеньев акрилонитрила в каучуке уменьшается агрегативная устойчивость латексов и соответственно снижаются расходы хлорида натрия и промывных вод.

Для снижения расхода солей и воды коагуляцию проводят в присуствии специальных добавок. Это моргут быть некоторые ПАВ с гидрофобной частиью , содержащей нафталиновые, антраценовые и другие подобные структуры; в качестве такой добавки может выступать мыло канифоли ( его вводят перед коагуляцией в латекс, не содержащий этого эмульгатора) Хорошие результаты дает применение дополнительных коагулирующихагентов –водорастворимых полимеров : полимеры и сополимеры акриловой (метакриловой) кислоты (АС-54) или малеинового ангидрида (БП-40), полиамины, полиэтиленоксиды.

Для сушки бутадин-нитрильных каучуков применяют агрегат «Нева-4», здесь каучук в зоне максимальных температур находится всего несколько секунд, поэтому в значительной мере структурирование развиться не успевает.

На стадиях, предшествующих выделению каучука из латекса, возможно введение пластификатора ( чаще всего диоктилфталата), способствующее получению более технологичных каучуков и ускорению процессов приготовления резиновых смесей. Для улучшения некоторых свойств резин ( повышение стойкости к действию озона, топлив, масел и др.) БНК наполняют поливинил хлоридом (пвх) , что также целесообразно осуществлять путем смешения латексов СКН и ПВХ перед коагуляцией.

Улучшение некоторых свойств БНК происходит и при наполнении их сополимером винилхлорида с винилацетатом, тоже вводимым в виде латекса. Существуют также другие разновидности этих каучуков: жидкие;с невымываемым антиоксидантом сильно структурированные сополимеры бутадиена. К нитрильным каучукам относят также выпускаемые в промышленности сополимеры изопрена с акрилонитрилом, тройные сополимеры бутадиена, акрилонитрила и 2-циан-этилметакрилата, а также высоконасыщенный гидрированный нитрильный эластомер

Цвет бутадиен-нитрильных каучуков от светло-желтого до темно-коричневого; содержание в них примесей (остатков эмульгаторов, влаги и др.) до 5%

Выпускные формы - брикеты, смотанная в рулоны лента, пластины, листы, крошка, гранулы, порошки. Но целесообразно выделять в виде неслипающейся крошки, и именно на этих типах каучуков в полной мере проявляются достоинства переработки порошкообразных эластомеров.

БНК получают сополимеризацией мономеров в водной эмульсии под действием персульфата калия или различных ОВИС. Различают высоко- и низкотемпературную полимеризацию Высокотемпературная полимеризация производится при температуре около 30*С и инициируется персульфатом или любым ОВИС. Такой процесс отличается большей производительностью, но, качество полученного полимера несколько ниже. Низкотемпературная полимеризация проводится при 5*С и требует более дорогой и эффективной системы охлаждения. Этот вид полимеризации БНК приводит к более качественному полимеру, отличающемуся высокой молекулярной массой и стереорегулярностью, но, имеет меньшую производительность.

Из ОВИС используют следующие системы: 1.) персульфат калия + триэтаноламин, 2.) перекись водорода + пирофосфат натрия + сульфат железа (II), 3.) гидроперекись изопропилбензола + комплексы железа (II) с пирофосфатом натрия или Трилон Б. Третью систему обычно применяют для низкотемпературной полимеризации.

В качестве маслорастворимых инициаторов можно использовать органические пероксиды или гидропероксиды, азо- и диа-зосоединения имеющие ковалентные связи, легко распадающие-

ся при нагревании. Однако высокая температуры распада(70¸140 оС) не позволяет применять их в качестве индивидуальных инициаторов для промышленных процессов эмульсионной

полимеризации.Для понижения температуры распада гидропероксидов до+5 оС при эмульсионной полимеризации в промышленности используют окислительно-восстановительные системы. Наибольшее распространение нашла железо-трилон-ронгалитовая окислительно-восстановительная система. В качестве окислителя используют гидропероксид, а в качестве восстановителя – ионы металлов переменной валентности в низшей степени окисления

из которых практически пригодным оказалось только железо(Fe+2), вводимое в водную фазу в виде сульфата FeSО4.

RO–OH + Fe+2 → RO• + Fe+3 + HO–.

Из гидропероксидов часто используют: гидропероксидизопропилбензола

Для поддержания постоянной концентрации ионов Fe+2 в течение длительного времени в системе, применяют комплексо-образователь Трилон Б (динатриевая соль этилендиаминтетраук-

сусной кислоты), в котором Fe+2 дополнительно связан коорди-национными связями с атомами азота.

Для уменьшения количества ионов железа в каучуке, попадающего в него при выделении из латекса, применяют дополнительный восстановитель – продукт взаимодействия формальде-

гида с сульфитом натрия (ронгалит):

Принцип действия ронгалита приведен на схеме:

Для регулировки молекулярной массы БНК используют диизопропилксантогендисульфид или трет-додецилмеркаптан. Обрыв цепи на заданной степени полимеризации обеспечивает добавка тетросульфида натрия, гидрохинона или диметилдитиокарбамат натрия.

Повышение устойчивости эмульсии достигают добавкой эмульгаторов, чаще всего, это натриевая соль дибутилнафталинсульфокислоты (“некаль”) с добавкой 30-35% смеси сульфата и хлорида натрия (по массе 9:1). Менее эффективным, но, более дешевым эмульгатором служит смесь натриевых или калиевых солей жирных кислот или канифоли. Из природного сырья используют смесь натриевых солей кокосового масла, чаще всего, из непищевых отходов кокосовой стружки или пальмового масла.

Наиболее классический состав реакционной среды (в массовых частях) для высокотемпературной полимеризации приведен в таблице.

Обе рецептуры требуют следующего времени ведения процесса: около 28 часов для смеси I и 24 часа для смеси II. Степень полимеризации при этом, соответственно равна 75% и 90%.

Пирофосфат натрия иногда вносят для поддержания кислотности водной фаза с целью предотвращения омыления акрилонитрила. Хлористый калий вносят для понижения вязкости латекса из технологических соображений.

Процесс синтеза может проводится как непрерывным, так и периодическим методом. Непрерывное производство наиболее экономически целесообразно и реализовано на всех современных предприятиях в мире. Периодический метод применяют лишь на отсталых предприятиях в странах “третьего мира”, так как, он выгоден лишь при малотоннажном производстве. Для полноты обзора и из исторической ценности, рассмотрим оба метода.

При периодическом методе производства БНК обычно используют рецептуру смеси I из приведенной выше таблицы. Процесс ведут в автоклавах с мешалкой и рубашкой охлаждения, которая служит для отвода теплоты реакции. В начале в реактор загружают водную фазу, содержащую: некаль, гидроксид и пирофосфат натрия. При работающей мешалке производят загрузку мономеров через расходомеры, при этом получается равномерная эмульсия. Одновременно начинается процесс роста ММ. Если это необходимо, то один из компонентов ОВИС предварительно растворяют в мономерах или вносят после приготовления эмульсии.

Регулятор длины полимерной цепочки вносят поэтапно, обычно в три приема: в начале реакции, при 20% степени полимеризации и при 40% степени полимеризации. Это обеспечивает максимальную производительность процесса при соблюдении хорошего качества продукта.

В конце процесса вводят реагент для обрыва цепи, на этом процесс полимеризации заканчивается. Сразу добавляют антиоксидант и отгоняют непрореагировавшие мономеры. Все стадии производство вплоть до слива латекса производят при работающей мешалке.

Из реактора латекс сливают в струйный аппарат для коагуляции. Из названия аппарата понятно, что коагуляцию производят в устройстве, отдаленно напоминающем инжектор, в центр подается струя латекса, по периметру концентрированный раствор хлорида натрия. Этот аппарат обеспечивает высокую производительность при равномерном качестве коагуляции. Взвесь крошки каучука в смеси водной фазы с коагулирующим раствором подают в лентоотливочную машину, где раствор фильтрую, полученную крошку промывают и подвергают горячему вальцеванию для получения тонкой ленты. Полученную ленту промывают теплой водой и сушат в сушилке непрерывного действия. Затем ленту опудривают тальком и сворачивают в рулоны. Рулоны упаковывают в водонепроницаемые пакеты из полиэтилена или водонепроницаемые тканевые мешки.

Непрерывная линия производства принципиально отличается лишь реактором для синтеза, который представляет собой колонный аппарат или батарею аппаратов с круговоротом непрореагировавших мономеров. Устройство и технические особенности аппаратов для непрерывного синтеза БНК и других каучуков мы, пожалуй рассмотрим в отдельной беседе.

Для коагуляции латекса из смеси по рецептуре II используют последующее смещение с тремя реагентами: р-р хлорида натрия, р-р серной кислоты и р-р щелочи. Хлорид натрия за счет повышения ионной силы водной среды, вызывает укрупнение (агрегацию) частиц каучука. Кислота заканчивает коагуляцию, а щелочь вызывает связывание выделившихся под действием серной кислоты жирных кислот.

Данный метод коагуляции позволяет получить достаточно низкую зольность полимера, но, обработка кислотой создает некоторые трудности, расход реагентов необратим, а БНК склонен к ускоренному старению. Поэтому в середине 1970-х годов в СССР был разработан альтернативный метод коагуляции латексов под действием концентрированного раствора хлорида кальция.

Имея больший заряд на катионе, чем хлорид натрия, кальциевая соль к тому же, связывала жирные кислоты в вязкие, нерастворимые в воде кальциевые соли. Соли кальция несколько загрязняют полученный каучук и в ряде случаев их содержание достигает 5-6%. Но, повышение зольности БНК и содержащиеся в них соли кальция играют заметную роль только для высокопрочных шлангов топливных систем, а так же, сильно вулканизованных композиций. Поэтому хлорид кальция сегодня наиболее часто используется для коагуляции латексов БНК и многих других каучуков.

Наиболее распространенной товарной формой БНК являются прессованные из крошки брикеты или лента, полученная на лентоотливочных агрегатах. Оба вида продукции имеют светло-коричневую или желтую окраску и упаковываются запаянный полиэтиленовый пакет с последующей зашивкой в мешок из полимерной ткани. Вес брутто в пределах 40-80 кг.

Для производства некоторых видов продукции применяют другие товарные формы БНК: крошку, порошок, пластины, раствор в органических растворителях (для изготовления клеев) и др.

Классификация БНК предусматривает их деление по жесткости (таблица) и содержанию акрилонитрила (цифра в процентах из маркировки) в реакционной среде.

Жесткость (в н или (гс)) некоторых БНК, производимых в России приведена ниже.

Физические свойства

Резины из БНК обладают рядом ценных технических свойств. Так, они имеют высокую износостойкость, низкую газопроницаемость, несмотря на худшие эластические свойства по сравнению с каучуками общего назначения. При повышении содержания нитрила акриловой кислоты возрастают твердость, прочность, гистерезисные потери, износостойкость, стойкость к алифатическим углеводородам и маслам, теплостойкость, уменьшается набухание резин в неполярных растворителях (например, в смеси изооктана с толуолом), но одновременно снижается эластичность и увеличивается набухание в полярных растворителях – ацетон, метилэтилкетон

Физические свойства БНК существенно зависят от содержания НАК. Бутадиен-нитрильные каучуки хорошо растворяются в кетонах, ароматических и хлорированных углеводородах, сложных эфирах и очень плохо в алифатических углеводородах и спиртах. С увеличением содержания в полимере связанного НАК существенно увеличивается межмолекулярное взаимодействие между цепями полимера и плотность, повышается температура стеклования, снижаются диэлектрические свойства, уменьшается растворимость в ароматических растворителях и увеличивается стойкость к набуханию в алифатических углеводородах.

Бутадиен-нитрильные каучуки реагируют с О₂, С1₂, по двойным связям - с меркаптанами, подвергаются избирательному каталитическому гидрированию по двойным связям. Нестабилизированные каучуки быстро разрушаются, особенно в присутвии примесей соединений переходных металлов. При нагревании и действии ионизирующих излучений бутадиен-нитрильные каучуки структурируются, при 430 °С они разлагаются с выделением HCN, наиболее радиационностойки каучуки с ~ 40% акрилонитрильных звеньев. Бутадиен-нитрильные каучуки стабилизируют обычными окрашивающими или неокрашивающими антиоксидантами, например М-фенил-2-нафтиламином или 2,4,6-три-трет-бутилфенолом (1-3% от массы каучука).

Технологические свойства

В зависимости от условий регулирования процесса полимеризации БНК выпускают с различными пластоэластическими свойствами:

Очень жесткие (твердые) –с жесткость по Дефо 21,5 –27,5 Н или вязкостью по Муни выше 120 усл. ед.;

Жесткие –с жесткостью по Дефо 17,5–21,5 Н или вязкостью по Муни 90–120 усл. ед.;

Мягкие –с жесткостью по Дефо 7,5–11,5 Н или вязкостью по Муни 50–70 усл. ед.

В соответствии с этим к обозначению каучука добавляют букву Т –для очень жестких каучуков или М –для мягких. Для каучуков получаемых в присутствии алкилсульфонатов в качестве эмульгаторов, к обозначению каучука добавляется буква С. Например, СКН-18МС обозначает, что каучук содержит около 18% связанного НАК, мягкий (за счет пониженном молекулярной массы), получен в присутствии биологически разлагаемого алкилсульфонатного эмульгатора.

Переработка БНК затруднена из-за высокой жесткости, обусловленной большим межмолекулярным взаимодействием. Обрабатываемость каучуков различных марок зависит от их исходной вязкости, а также от содержания нитрильных групп. Для всех каучуков жестких типов необходима предварительная пластикация, причем наиболее эффективна механическая пластикация на вальцах при температуре 30–40 С.

По скорости пластикации БНК могут быть расположены в следующий ряд: СКН-40>СКН-26>СКН-18. Термоокислительная деструкция БНК малоэффективна и не находит практического применения. Существенные трудности возникают при изготовлении резиновых смесей на основе БНК в резиносмесителях, так как при этом вследствие повышенного теплообразования развиваются высокие температуры, которые приводят к повышению жесткости смесей из-за подвулканизации или термоструктурирования каучука.

Бутадиен-нитрильные каучуки технологически совместимы с другими каучуками, напр. бутадиеновыми, бутадиен-стирольными, полисульфидными, а также с феноло-формальдегидными смолами и др. Для их вулканизации применяют серу, тетраметилтиурамдисулъфид (при получении теплостойких резин); ускорителями вулканизации служат, как правило, N-циклогексилбензотиазол-2-сульфенамид (сульфенамид Ц), ди (2-бензотиазолилдисульфид), 2-меркаптобензотиазол. В качестве наполнителей резиновых смесей используют технический углерод (сажу), мел, каолин, SiO₂ и др. В качестве пластификаторов - сложные эфиры (фталаты, себацинаты), а также канифоль, инден-кумароновые и феноло-формальдные смолы. Общее содержание ингредиентов может изменяться в пределах 50-150 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука.

Вулканизация

Бутадиен-нитрильные каучуки могут вулканизоваться серой в присутствии ускорителей серной вулканизации, а также тиурамом, органическими перекисями, алкилфенолформальдегидными смолами, хлорорганическими соединениями. Вулканизацию проводят при температурах 140–190^оС. При вулканизации наблюдается большое плато вулканизации. С повышением содержания связанного НАК скорость вулканизации увеличивается.

Так как БНК не кристаллизуются при деформации, ненаполненные резины на их основе характеризуются низкими прочностными показателями и практического значения не имеют.

Каучук с ингредиентами смешивают на лабораторных вальцах при температуре валков 30–40^оС. Общая продолжительность смешения 41 мин, из них в течении 15 мин проводят пластикацию каучука. Продолжительность вулканизации резиновых смесей приготовленных по стандартному рецепту при 142±1^оС, составляет 50–60 мин. Предел прочности ненаполненных вулканизатов стандартных смесей не превышает 5–6 МПа.

Свойства вулканизатов

Основные свойства резин на основе БНК зависят от содержания в них связанного НАК. С увеличением содержания повышаются прочностные свойства, твердость, износостойкость, стойкость к набухании. В алифатических углеводородах и стойкость к тепловому старению. В то же время существенно снижаются эластичность и морозостойкость, повышается теплообразование при многократных деформациях. Резина на основе БНК отличаются высоко стойкостью к набуханию в алифатических углеводородах, жирах и растительных маслах, но сильно набухают в полярных, ароматических и хлорсодержащих органических соединениях.

Одним из существенных преимуществ резин на основе БНК по сравнению с резинами на основе НК, СКИ-3, СКС-30 является их более высокая стойкость к тепловому старению, что объясняется образованием при окислении промежуточных продуктов, являющихся ингибиторами окисления. А также - стойкость к действию агрессивных сред (бензина, керосина, мазута, смазочных масел, растит. и животных жиров, а также глицерина, этиленгликоля, формальдегида, морской воды, разб. H₂SO₄ и НС1). Резины, содержащие активные наполнители, характеризуются высокими прочностными св-вами, износостойкостью, сопротивлением тепловому старению (табл. 2). Бензо- и маслостойкость резин, а также многие др. их св-ва улучшаются с увеличением содержания в бутадиен-нитрильных каучуках акрилонитрильных звеньев. При гидрировании бутадиен-нитрильных каучуков резко возрастает теплостойкость резин.

Резины на основе БНК имеют хорошую адгезию к латунированному металлу и приближаются в этом отношении к резинам из НК. Прочность крепления их к алюминию и его сплавам, стали, чугуну, латуни, бронзе, цинку, магнию выше прочности самого вулканизата.

БНК можно применять в комбинации с натуральным, изопреновым, бутадиеновым и бутадиен-стирольным каучуками, которые вводятся для улучшения технологических свойств смесей и повышения морозостойкости вулканизатов. Совмещение их с этиленпропиленовыми и хлоропреновыми каучуками улучшает озоностойкость и стойкость к тепловому старению, а совмещение с тиоколами, поливинилхлоридом, фторкаучуками и фенолформальдегидными смолами улучшает масло- и бензостойкость, озоностойкость.

Вулканизаты пригодны для эксплуатации при температурах до 120-130°С, а полученные на основе каучуков специальных типов с применением CdO в качестве активатора вулканизации - до 150-160 °С

Газо- и водопроницаемость резин из бутадиен-нитрильных каучуков значительно ниже, чем резин из неполярных каучуков (изопреновых, бутадиеновых, бутадиен-стирольных). Газопроницаемость тем меньше, чем больше содержание в каучуке акрилонитрильных звеньев, напр., коэф. газопроницаемости [в м²/(Па*с); 25°С] ненаполненных вулканизатов бутадиеннитрильных каучуков с содержанием акрилонитрильных звеньев 27 и 39% составляют соотв. 2,9*10^-17 и 0,73*10^-17 (О₂), 0,81*10^-17 и 0,18*10^-17 (N₂), 23,5*10^-17 и 5,6*10^-17 (СО₂).

По теплофизическим свойствам резины из бутадиен-нитрильных каучуков практически равноценны резинам из др. каучуков: их коэффициент объемного расширения (4-6)*10^-4 К^-1, коэффициент теплопроводности 0,25-0,40 Вт/(м*К), удельную теплоемкость ~ 2 кДж/(кг*К). Присутствие в макромолекуле каучука полярных нитрильных групп обусловливает сравнительно высокую электрическую проводимость резин, резко возрастающую с увеличением содержания акрилонитрильных звеньев; напр., для ненаполненных резин на основе каучуков с 17-20 и 36-40% этих звеньев р составляет соотв. 650 и 10 МОм-м. Электрические характеристики большинства технических резин: ~ 10² МОм*м; электрическая прочность 4-12 МВ/м; 10-20 (при 10³-10⁶ Гц); tg 0,2-0,3.

Бутадиен-нитрильные каучуки и резины на их основе относятся к сгораемым материалам со сравнительно низким кислородным индексом: для каучуков он не превышает 0,2, для резин составляет 0,2-0,3.

Применение

• Бутадиен-нитрильные каучуки относятся к особой группе синтетических полимеров, активно применяющихся при производстве разнообразных изделий для промышленности, машиностроения и авиации.
• Поскольку эта разновидность каучуков обладает поразительной стойкостью к воздействию масел и многих других агрессивных сред, их используют для создания разнообразных запчастей для автомобилей. Сальники, рукава, кольца, манжеты и многие другие изделия не требуют такой частой замены только из-за физических свойств БНКС.
• Из данного сырья производится большое количество изоляционных проводов и кабелей для глубоководной закладки, а также защитных покрытий, способных выдержать длительное воздействие агрессивных сред.
• Каучуки очень эластичны и хорошо противостоят любым физическим воздействиям, высоким температурам и старению, поэтому из них и с их применением создают массу деталей и элементов конструкций.
• В лакокрасочной сфере используется для создания активных клеев и специализированных мастик.
• БНКС, как и многие другие каучуки, также необходимы для производства обуви и разнообразных спортивных и туристических аксессуаров.