Guma HNBR – Kauczuk z uwodornionego nitrylu – definicja, produkcja, właściwości, zastosowania

Szukasz przystępnej cenowo gumy, która wytrzyma gorąco, kontakt z chemikaliami i trudne warunki środowiskowe twojego przemysłu? Guma z uwodornionego nitrylu HNBR znakomicie sprawdzi się w tej roli. W artykule zagłębimy się w temat gumy HNBR.

Co to jest guma HNBR?

Guma HNBR jest specjalną klasą kauczuku nitrylowego – gumy NBR, który został uwodorniony w celu zwiększenia nasycenia segmentu butadienowego w szkielecie polimeru węglowego.

Skutkuje to lepszymi właściwościami materiału, które obejmują większą stabilność termiczną, szerszą odporność chemiczną i lepszą wytrzymałość na rozciąganie.

Niemniej jednak HNBR nadal jest rodzajem kauczuku węglowodorowego. Nie należy oczekiwać, że zapewni taką samą odporność chemiczną lub stabilność termiczną, jak kauczuki fluorowe.

Co oznacza skrót HNBR?

Skrót HNBR oznacza “Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber”, czyli uwodorniony kauczuk butadienowo-nitrylowy.  Rodzaj gumy HNBR określa się także skrótem HSN (“Highly Saturated Nitrile”, czyli wysoce nasycony nitryl).

Jak produkowana jest guma HNBR?

Guma HNBR jest produkowana przez uwodornienie NBR. Powoduje to usunięcie grup olefinowych, które są podatne na degradację przez różne chemikalia, a także ozon.

Zazwyczaj do uwodornienia stosuje się katalizator Wilkinsona. Grupy nitrylowe pozostają nienaruszone.

Stopień uwodornienia określa też rodzaj wulkanizacji, którą można zastosować do polimeru.

Kto produkuje gumę HNBR?

Gumę HNBR produkuje co najmniej kilka firm z całego świata. Pierwszą jest japońskie Zeon Corporation, które wytwarza materiał pod nazwą handlową Zetpol. Kolejna firma to LG Chem - południowokoreański gigant produkujący gumę pod nazwą handlową Krynac. Finalnie warto wspomnieć o Lanxess, czyli niemieckim przedsiębiorstwie wytwarzającym HNBR pod nazwą handlową Therban.

Jakie są właściwości gumy HNBR?

Właściwości gumy HNBR zależą od zawartości akrylonitrylu i stopnia uwodornienia kopolimeru butadienu. Guma HNBR  oferuje lepszą odporność na oleje i chemikalia, niż kauczuki nitrylowe. Ponadto wytrzymuje znacznie wyższe temperatury.

Guma HNBR posiada doskonałą odporność na oleje i paliwa, wiele chemikaliów, a także ciepło (para/gorąca woda) i ozon podobnie jak guma NBR.

Właściwości mechaniczne gumy HNBR, takie jak wytrzymałość na rozciąganie, rozdarcie i wydłużanie czy odporność na ścieranie są również doskonałe. Co więcej, HNBR ma dobre właściwości dynamiczne w podwyższonych temperaturach.

Natomiast wady gumy HNBR obejmują wyższy koszt oraz ograniczoną odporność na oleje aromatyczne i polarne rozpuszczalniki organiczne, słabe właściwości elektryczne i słabą odporność na płomień.

Podobnie jak w przypadku NBR, na wiele właściwości można wpływać poprzez zmianę zawartości akrylonitrylu w gumie. Elastomery HNBR o wysokiej zawartości nitrylu mają lepszą odporność na oleje mineralne, podczas gdy HNBR utwardzane nadtlenkiem/siarką mają najlepszą wytrzymałość na ściskanie i odporność na ciepło.

Czy HNBR jest odporny na olej?

Tak, HNBR jest odporne na olej. Kauczuk może pracować w kontakcie z płynami hydraulicznymi na bazie olejów mineralnych, tłuszczami zwierzęcymi i roślinnymi, olejami napędowymi i innymi.

Czy HNBR jest odporny na ozon?

Tak, HNBR jest odporny na ozon. Unikalna struktura polimeru i proces uwodornienia sprawiają, że jest on wysoce niewrażliwy na działanie ozonu, co pozwala mu zachować integralność i wydajność w środowiskach bogatych w tę odmianę tlenu.

Czy HNBR jest kompatybilny z metanolem?

HNBR jest umiarkowanie kompatybilny z metanolem. Jednak należy zaznaczyć, że guma doświadcza pewnych skutków ubocznych przy ekspozycji na metanol, takich jak częściowa utrata właściwości fizycznych czy obrzęk.

Jaki jest zakres temperatur gumy HNBR?

Typowy zakres temperatur gumy HNBR wynosi od -25°C do 150°C. Warto jednak zaznaczyć, że krótkoterminowo materiał wytrzyma pracę w warunkach sięgających nawet 190°C.

Specjalne gatunki utwardzane siarką lub nadtlenkiem mają lepsze właściwości dynamiczne, ale także niższą maksymalną temperaturę aplikacji.

Jaka jest górna temperatura dla HNBR?

Górna temperatura dla HNBR wynosi ok. 150°C. Jednak niektórzy producenci podają wytrzymałość do 165°C. Warto również dodać, że krótkoterminowo guma może wejść w kontakt również z wyższymi temperaturami (do 190°C).

Jakie są zastosowania gumy HNBR?

Zastosowania gumy HNBR są widoczne wszędzie tam, gdzie potrzeba doskonałej wydajności w cenie niższej od fluoroelastomerów (FKM). Kauczuk wypełnia lukę między NBR a FKM w wielu branżach, w których wymagana jest jednocześnie odporność na ciepło i agresywne media.

HNBR jest doskonałym wyborem tam, gdzie potrzebna jest odporność na ozon i warunki atmosferyczne, smary przemysłowe, inhibitory korozji na bazie amin, kwaśne gazy (H2S) i gorącą wodę/parę do 150°C.

Guma HNBR znajduje szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu i jest często wykorzystywana w systemach olejowych i chemicznych - zarówno dynamicznych, jak i statycznych. Typowe wyroby z HNBR to o-ringi, uszczelki i węże gumowe, a także pęcherze akumulatorowe i membrany.

Jakie są nazwy handlowe gumy HNBR?

Nazwy handlowe gumy HNBR są następujące:

• Zhanber,
• Therban,
• Zetpol.

Kto wynalazł gumę HNBR?

Nie jest jasne, kto konkretnie wynalazł gumę HNBR. Wiemy jednak, że podstawowy kauczuk NBR został opracowany w 1931 roku w firmach BASF i Bayer, będących wówczas częścią konglomeratu chemicznego IG Farben. Pierwsza komercyjna produkcja rozpoczęła się w Niemczech w 1935 roku.

Natomiast elastomery HNBR zostały stworzone całkiem niedawno. Ich głównym celem jest poprawa odporności mechanicznej kauczuków NBR przy utrzymaniu odporności na oleje mineralne.

Jaka jest różnica między NBR a HNBR?

Główna różnica między NBR i HNBR polega na tym, że NBR to forma nieuwodorniona gumy, podczas gdy HNBR jest uwodornione. W efekcie HNBR oferuje lepszą odporność na oleje i chemikalia, a także wysoką temperaturę.

Czy Viton to HNBR?

Nie, Viton to nie jest HNBR. Viton zalicza się do fluorowęglowodorów (FKM) i stanowi zastrzeżony znak towarowy firmy The Chemours.