1.4. Chất kết dính trên cơ sở cao su nitril, blend của cao su nitril với
1.4.1. Giới thiệu chung về cao su nitril
Cao su nitril/butadien nitril (NBR hoặc Buna-N) được giới thiệu lần đầu tiên tại Đức vào năm 1934. Cao su butadien nitril là polyme đồng trùng hợp của acrylonitril và butadien. Thành phần acrylonitril giúp NBR có khả năng chịu dầu, có các loại NBR như sau: NBR 41% acrylonitril Breon N41 (Zeon Chemicals), và chứa 34% acrylonitril, Krynac 34.50 (Bayer), KNB 35 L (Kumho). Cao su nitril được sản xuất ở Liên Xô trước đây có ký hiệu là CKH như: CKH–18, CKH–18M,… Các loại cao su nitril do Mỹ sản xuất là Butapren, Paracril,... còn ở Anh là Breon, Butacon, v.v… cấu trúc phân tử NBR hình 1.1:
Hình 1.1. Cấu trúc phân tử cao su butadien nitril
NBR có cấu trúc vô định hình, vì thế nó không kết tinh trong quá trình biến dạng. Sản phẩm NBR có thể làm việc trong điều kiện nhiệt độ tới 120oC trong không khí và tại 150oC trong các loại dầu mỡ khác nhau. Tính chất cơ lý, tính chất công nghệ của NBR phụ thuộc vào hàm lượng nhóm acrylonitril trong phân tử. Do phân tử NBR phân cực nên rất ít bị ảnh hưởng (trương nở) bởi các dung môi không phân cực hoặc phân cực yếu như ete, dầu hỏa, xăng,
CH2-CH=CH-CH2 CH2-CH
Cn N m
Trương Thị Thùy Giang 17 K37B – Hóa Học xiclohexan, CCl4, v.v... NBR và các sản phẩm lưu hóa của nó có độ bền rất cao đối với các parafin, mỡ và các hydrocacbon no. Trong thực tế, người ta có thể sản xuất NBR có hàm lượng acrylonitril từ 18 đến 50%. Khi hàm lượng acrylonitril tăng thì tính kháng dầu, tính kháng xăng, độ cứng, lực kéo đứt, độ mài mòn của NBR cũng tăng lên, nhưng độ chịu lạnh và độ tương hợp với chất làm mềm lại giảm xuống. Do NBR là loại cao su có cấu trúc vô định hình nên cường lực của cao su khi không có chất độn tăng cường thường thấp (khoảng 30kG/cm2). Nếu có trộn than đen (muội than) tăng cường thì cường lực có thể đạt đến 320kG/cm2. NBR kết hợp với polyvinylclorua (PVC) sẽ kháng được thời tiết và ozon rất tốt, giảm khả năng bắt cháy, đồng thời độ bóng bề mặt và tính chất màu lại tốt hơn. NBR có liên kết không no trong mạch phân tử nên nó có khả năng lưu hóa bằng lưu huỳnh phối hợp với các loại xúc tiến lưu hóa thông dụng. NBR còn có khả năng lưu hóa bằng chất xúc tiến lưu hóa nhóm tiuram hoặc nhựa phenolformaldehyt. NBR lưu hóa bằng tiuram hoặc nhựa phenolformaldehyt có tính chất cơ lý cao, khả năng chịu nhiệt tốt. Tính năng kéo, nén của cao su này tương tự cao su butadien styren.
NBR có độ phân cực lớn nên loại cao su này có khả năng trộn hợp với hầu hết các polyme phân cực và với nhiều loại nhựa tổng hợp phân cực. Tổ hợp của NBR với nhựa phenolformaldehyt có rất nhiều tính chất quý giá như bền dầu mỡ, ánh sáng. Nhờ những tính năng đặc biệt, nên NBR thường được sử dụng làm các sản phẩm chịu dầu ở nhiệt độ cao trong ô tô, máy bay, tàu biển, máy móc, xe quân sự và các sản phẩm chịu dầu trong công nghiệp [2].
Cao su nitril thương mại là các copolyme chính của butadiene và acrylonitrile. Độ bền và tính chất keo dán của các copolyme này tăng khi tăng hàm lượng nitril. Cao su nitril tương hợp với nhựa phenolfocmandehyt, resorcinol- focmandehyt, nhựa vinylclorride, nhựa ankyt, nhựa coumaron- inden, cao su clor hóa, nhựa thông hydro hóa, nhựa đường gốc than, epoxy và
Trương Thị Thùy Giang 18 K37B – Hóa Học các nhựa khác, tạo thành các thành phần có thể đóng rắn và cung cấp các keo dán tốt có độ bền cao, bền dầu và đàn hồi tốt. Chúng ưu việt hơn polyclorropren ở khả năng tương hợp với nhựa. Keo dán cao su nitril được áp dụng để dán bản thân cao su nitril đóng rắn và không đóng rắn với nhau và với vinyl, polyclorropren và các elastome khác. Chúng được sử dụng để phủ vải nhằm cung cấp độ bền dầu, độ bền môi trường và để dán các vinyl và elastome với vải.
Khi trộn hợp với nhựa phenolic chúng được sử dụng để:
Dát mỏng nhôm và thép không gỉ
Cán sản xuất nhiều cấu trúc máy bay
Dán các hạt mài với kim loại
Dán lớp vải lót với giày
Sản xuất các panel để thiết kế rèm tường
Dán kim loại với vật liệu cao su nitril, màng polyvinylcloride, da, gỗ và các bề mặt khác
Dát mỏng da
Gắn đế trong sản xuất giày
Dán nút, bìa cứng, bìa da, bìa sợi, giấy, nitroxenlulo, xenluloaxetat, nylon và các màng polyme khác với bản thân chúng và với các vật liệu khác.
Tuy nhiên, trộn hợp cao su nitril- nhựa phenolic có độ bám dính thấp với cao su tự nhiên, cao su butyl và polyetylen trừ khi các bề mặt này được xử lý để làm chúng hoạt động, ví dụ sự đóng vòng. Cao su nitril có độ tương hợp tuyệt vời như keo dán với các bề mặt phân cực như sợi, vải dệt, giấy và gỗ. Vì vậy, keo dán cao su nitril có thể được sử dụng để dán nhiều bề mặt và các loại vật liệu khác nhau [1,3,5].