لاستيك نيتريل يا NBR كه با نام لاستيك اكريلونيتريل بوتادين نيز شناخته ميشود، نوهي هم بسپار تركيبي لاستيكي از آكريلونيتريل و بوتادين است. نامهاي تجاري اين ماده عبارتند از: Perbunan, Nipol, Krynac و Europrene
لاستيك نيتريل بوتادين يا NBR يكي از اعضاي خانواده ي هم بسپارهاي پروپن نيتريل و انواعي از مونومرهاي بوتادين است (1,2-butadiene و 1,3-butadiene)
اگرچه خواص فيزيكي و شيميايي اين ماده وابسته بر تركيبات نيتريل هستند. در موارد كمي مقاومت ماده ياد شده در برابر روغن، بنزين و ساير مواد شيميايي زياد است و در واقع هر چقدر مقدار نيتريل موجود در لاستيك نيتريل يا NBR بيشتر باشد، اين مقاومت هم افزايش خواهد يافت ولي به همان اندازه انعطاف پذيري اين لاستيك كاهش خواهد يافت.
از لاستيك نيتريل بوتادين يا NBR در صنايع خودروسازي و هوانوردي و به منظور توليد شيلنگ هاي جابجايي بنزين و روغن، درزگيرها، تانكرهاي بنزين و لايي استفاده مي شود زيرا در تمام مصارف ياد شده امكان به كار گيري لاستيك وجود ندارد. در صنعت هسته اي هم اين ماده در توليد دستكش هاي حفاظتي نقش دارد. همچنين ماده ياد شده قادر به تحمل گستره بزرگي از دماها از منفي 40 تا 180 درجه سانتي گراد (منفي 40 تا 226 درجه فارنهايت) ميباشد و به دليل برخورداري از اين خواص در صنعت هوانوردي به كاربرده ميشود. از لاستيكهاي نيتريل براي توليد محصولات قالب گيري شده، كفش و پوشش هاي مربوطه، مواد چسبنده، درزگيرها، فوم هاي گسترش يافته و موكتها و اسفنج بهره برداري مي شود.
حالت ارتجاعي لاستيك نيتريل يا NBR، آن را به گزينه اي ايده آل براي آزمايشگاه ها، نظافت و بررسي دستكش ها تبديل كرده است. لاستيك نيتريل مقاومت بيشتري به نسبت لاستيكهاي طبيعي در برابر روغن و اسيدها دارد و همچنين از استحكام بهتري برخوردار است. بنابراين دستكش هاي ساخته شده از نيتريل در برابر سوراخي مقاوم تر از لاستيكهاي طبيعي ميباشند به خصوص اگر لاستيكهاي طبيعي با قرارگيري در معرض مواد شيميايي و يا اوزون كيفيت و خواص خود را از دست داده باشند. همچنين لاستيكهاي نيتريل در مقايسه با لاستيكهاي طبيعي به احتمال كمتري واكنش هاي حساسيتي يا الرژيك را براي فرد ايجاد ميكنند.
لاستيك نيتريل يا NBR به طور كلي در برابر هيدروكربنهاي آليفاتيك مقاوم ميباشد. نيتريل هم همانند لاستيكهاي طبيعي ميتواند توسط اوزون، كتون ها، استرها و آلدهيد ها مورد حمله قرار گيرد.
لاستيك نيتريل همانند لاستيك استايرن بوتادين و ساير انواع لاستيكهاي تركيبي الاستومري يا پليمر هاي ارتجاعي، در اثر تحقيقات شيميدانان و در طي دو جنگ جهاني توليد شده است. گروهي از هم بسپارهاي اكريلونيتريل، بوتادين كه با نام Buna-N نيز شناخته ميشوند، در سال 1934 و توسط شيميدان هاي آلماني با نام Erich Konrad وEduard Tschunkur ثبت شدند. اين افراد در كمپاني IG Farben فعاليت مي كردند. Buna-N نيز در طي جنگ جهاني دوم و در آمريكا توليد شد و عنوان لاستيك نيتريل دولتي به آن اختصاص داده شد. پس از آن نيز گروه الاستومرهاي اكريلونيتريل- بوتادين با نام لاستيكهاي نيتريل شناخته شدند.
لاستيك نيتريل بوتادين چگونه توليد ميشود؟
بسپارش اين لاستيك به كمك صابونها، پروپن نيتريل 2، انواعي از مونومرهاي بوتادين (1,2-butadiene و 1,3-butadiene)، عملگرهاي مولد راديكالي انجام مي گيرد و در نهايت لاستيك هايي با درجه حرارت بالا توليد مي شوند .در ظرف واكنشي نيز از آب به عنوان ميانجي استفاده ميشود. مخزن هايي در حوزه دمايي 30تا 40 درجه سانتي گراد حرارت ديده تا واكنش بسپارشي با سهولت بيشتري صورت گيرد و شاخه هاي پليمري بيشتري شكل گيرند. از آنجايي كه مونومر هاي متفاوتي در توليد لاستيك نيتريل نقش دارند كه قابليت انتشار واكنشي را دارند، تركيبات تشكيل دهنده پليمري ميتواند متفاوت باشد (با توجه به غلظت مونومر هاي افزوده شده به مخزن بسپارشي و شرايط حاكم بر اين مخازن). ممكن است هيچ واحد تكراري در ساختار پليمري ديده نشود و به همين دليل اين ماده هيچ نام مشخصي در سيستم IUPAC ندارد.
اين امكان براي مونومرها وجود دارد كه در بازه زماني 5تا 12ساعت واكنش دهند. بسپارش نيز ميتواند تا 70درصد تغييرات را متحمل شود قبل از آنكه عامل متوقف كننده ي سرعتي (مانند دي متيل دي تيو كاربامات و دي اتيل هيدروكسي لامين) به منظور واكنش با ساير راديكال هاي آزاد باقيمانده به محتويات اضافه شوند.
زماني كه واكنش لاتكس هاي نهايي با سرعت زيادي پايان يابد، مونومرهاي واكنش نداده زدوده ميشوند. بازيابي اين مونومرها نزديك به 100درصد مي باشد. پس از بازيابي نيز، لاتكس به به سمت مجموعه اي از فيلترها ارسال ميشود تا مواد جامد اضافي زدوده شوند و در مرحله بعد هم به مخازن تركيبي فرستاده ميشود كه در انها با يك انتي اكسيدان پايدار مي شود. لاتكس پليمري توليد شده نيز با استفاده از كلسيم نيترات، آلومينيوم سولفات و ساير عاملها در يك مخزن آلومينيومي لخته ميشود. در نهايت ماده نهايي شسته شده و خشك ميشود.
روند توليدي انواع سرد و گرم لاستيك نيتريل يا NBR شباهت خيلي زيادي به هم دارند. مخزن هاي بسپارشي نيز در حوزه دمايي 5 تا 15درجه سانتي گراد به جاي 30 تا 40درجه سانتي گراد قرار مي گيرند. در صورتي كه دماي موجود كمتر باشد، شاخه هاي پليمري كمتري شكل مي گيرند (تعداد اين شاخه ها باعث تفكيك پذيري انواع سرد و گرم اين لاستيك مي شوند).
لاستيك نيتريل بوتادين يا NBR چه خواصي دارند؟
لاستيك اكريلونيتريل بوتادين كه با نام NBR نيز شناخته ميشود و نام كوتاه شده ي آن نيز نيتريل است، نوعي الاستومر منحصربفرد است و ميتوان آن را با استفاده از بسپارش امولسيوني راديكال هاي آزاد بوتادين توليد كرد كه 15تا 45درصد آن را آكريلونيتريل ها سرد و يا گرم تشكيل مي دهند.
درجاتي از لاستيك ياد شده كه داراي مقدار بيشتري آكريلونيتريل ميباشند، مقاومت بهتري هم در برابر روغن و سايش دارند ولي انواعي كه خاصيتي عكس دارند يعني محتويات اكريلونيتريل آنها پايين‌تر است، در دماي پايين انعطاف پذيري و خاصيت ارتجاعي بالاتري دارند.
به طو كلي لاستيكهاي ياد شده خواص فيزيكي متعادلي دارند ولي مقاومت آنها در برابر حلالهاي هيدروكربني، روغني و سايش خيلي خوب است.اگرچه نميتوان از آنها در برابر حلالهاي قطبي استفاده نمود. گاز به سختي ميتواند به اين لاستيكها نفوذ نمايد به‌خصوص انواعي كه داراي محتويات بالاي نيتريلي ميباشند. اين انواع مقاومت كمي در برابر اوزون و حرارت متوسط دارند. به منظور بهبود خواص فيزيكي، گاهي اوقات لاستيكهاي نيتريل كربوكسيلي ميشوند كه باعث بهبود مقاومت دمايي آنها خواهد شد.
با تغيير ميزان اكريلونيتريل موجود در اين لاستيكها مي توان خواص اين مواد را به مقدار بسياري دگرگون كرد و به ويژگي‌هاي جديدي دست يافت. هر چقدر آكريلونيتريل بيشتري در اين لاستيكها موجود باشد، مقاومت آنها در برابر هبدروكربنهاي آروماتيك بيشتر خواهد شد و هر چقدر محتويات نيتريلي كمتر باشد، انعطاف ماده در دماهاي پايين هم بيشتر خواهد بود
- در صورتي كه مقدار نيتريل موجود در اين نوع لاستيك بالاي 45 درصد باشد، به آن مقدار زياد مي گويند.
- مقدار متوسط نيتريل هم بين 30 تا 45درصد است
- مقدار پايين نيتريل نيز كمتر از 30درصد خواهد بود.
مقدار مطلوب نيتريل براي استفاده در لاستيكهاي ياد شده همان مقدار متوسط ميباشد.
لاستيك نيتريل بوتادين يا NBR براي توليد چه محصولاتي استفاده ميشود؟
اين لاستيك شامل دستكش هاي غير لاتكسي يك بار مصرف، تسمه هاي انتقالي خودروها، شلنگ، حلقه هاي Oشكل، درزگيرهاي روغني، تسمه هاي وي شكل، چرم هاي تركيبي و توليد پوشش‌هاي محافظت كننده از كابل در برابر مواد شيميايي، رطوبت و ساير موارد ميشود. توليد چسبها و اتصال هاي پيگمنتي نيز در همين دسته قرار ميگيرند.
خواص كلي لاستيك ياد شده هيچ گونه تاثيري از تغييرات ساختاري و تركيبي نمي پذيرند ، ذقيقا برعكس انواعي از پليمرها كه در آنها عدم تطابق در تركيبات شيميايي و يا ساختار شيميايي ميتواند بر محصول نهايي توليدي اثر گذارد. فرايند توليدي اين لاستيك چندان پيچيده نيست و فرايند هاي بسپارشي، بازيابي مونومري و انعقاد همگي به مواد چسبنده و تجهيزات نياز دارند ولي از اين موارد براي توليد اكثريت لاستيكها استفاده مي شود. تجهيزات ضروري ساده بوده و دسترسي به آنها نيز به آساني صورت ميگيرد. به همين دليل اين مواد به مقدار فراواني در كشورهاي فقير تر توليد ميشوند كه در آنها نيروي كار خيلي ارزان‌تر است. كشورهاي چين و تايوان ار بزرگترين توليد كنندگان لاستيك نيتريل يا NBR ميباشند