Een onderhoudsploeg bij een spuitgietfabriek vervangt elke drie weken dezelfde nitril O-ring in het hydraulische aggregaat. De olie is op minerale basis, de cartertemperatuur blijft onder de 90 °C en de afdichting heeft de juiste maat en doorsnede. Niets aan de installatie lijkt verkeerd. Wat nooit is opgeschreven is het acrylonitrilgehalte van de verbinding, en die enkele weglating verklaart het herhaalde falen.
Buna N is nitrilbutadieenrubber, tegenwoordig vrijwel altijd geschreven als NBR. Bijna elke prestatievraag hierover is terug te voeren op twee beslissingen die lang voordat het onderdeel wordt gegoten: hoeveel acrylonitril er in de keten wordt gecopolymeriseerd en welk uithardingssysteem de compounder kiest. Kies bewust voor beide en Buna N wordt een van de goedkoopste betrouwbare routes naar olieresistentie. Laat beide aan het toeval over, en geen enkele hoeveelheid opnieuw vastdraaien, smeren of opnieuw ordenen zal de afdichting behouden.
Buna N, NBR en nitril: één materiaal, drie labels
Buna is een samentrekking van butadieen en natrium, de natriumkatalysator achter het emulsiepolymerisatieproces dat in de jaren dertig in Duitsland op de markt werd gebracht. Buna S werd de huidige SBR. Buna N werd de nitrilfamilie, gemaakt door butadieen te copolymeriseren met acrylonitril. De oudere naam komt nog steeds voor op oudere tekeningen, defensiespecificaties en Europese lijsten met reserveonderdelen. Daarom kan een enkel datablad zonder enige tegenspraak zowel "Buna N" als "NBR" bevatten.
Chemisch gezien zijn de twee identiek. ISO 1629 duidt het polymeer NBR aan, terwijl ASTM D2000 een voltooide verbinding beschrijft via een lijnaanduiding die de hardheid, treksterkte, grenzen tegen hitteveroudering en vloeistofweerstand codeert. De praktische afkorting is nog eenvoudiger: Buna N betekent een rubber waarvan de ruggengraat onverzadigd butadieen is, waarvan de polariteit afkomstig is van nitrilgroepen en waarvan de oliebestendigheid toeneemt met het nitrilaandeel van de keten.
Het acrylonitrilgehalte zorgt voor oliebestendigheid en koudeflexibiliteit
Acrylonitril, meestal afgekort tot ACN, is het eerste nummer waar een koper naar moet vragen. Commerciële kwaliteiten variëren van ongeveer 18 tot 50 procent ACN op gewichtsbasis. Het verhogen van ACN verhoogt de polariteit, waardoor de weerstand tegen olie, brandstof en oplosmiddelen omhoog gaat en de glasovergangstemperatuur mee omhoog gaat. Dezelfde verandering verhardt over het algemeen de compound, vermindert de rebound en maakt het mengen en kalanderen veeleisender aan de lijn.
| ACN-inhoud | Olie- en brandstofbestendigheid | Praktische lagetemperatuurlimiet | Typische toepassingen |
|---|---|---|---|
| 18-20% | Eerlijk | -50 °C | Pakkingen voor lage temperaturen, algemene mechanische goederen |
| 28-33% | Goed | -40 °C | Slangen, afdichtingen, O-ringen, rolafdekkingen |
| 36-41% | Zeer goed | -25 °C | Brandstofleidingen, oliekeerringen, hydraulische componenten |
| 45-50% | Uitstekend | -15 °C | Afdichtingen van raffinaderijen en brandstofsystemen, contact met oplosmiddelen |
Twee kwaliteiten met dezelfde hardheid van 70 Shore A kunnen zich in één put compleet anders gedragen als hun ACN-gehalte 28 en 41 procent bedraagt. Daarom is alleen hardheid een zwakke inkoopspecificatie voor Buna N, en is een leverancier die het ACN-assortiment niet kan vermelden een leverancier die de moeite waard is om in twijfel te trekken.
Waar Buna N werkt en waar het faalt
De continue gebruikstemperatuur voor met zwavel uitgeharde Buna N loopt van ongeveer -40 °C tot 100 °C, met korte schommelingen tot 120 °C die in de lucht aanvaardbaar zijn. Peroxide-uitgeharde soorten wisselen enige verwerkingsflexibiliteit in voor een betere veroudering door hitte en een lagere compressie-set, en kunnen continu dichter bij 120 °C blijven. Onder -25 °C verstijven standaardsoorten merkbaar en neemt de energie van de afdichtingen af.
De vloeistoffen die Buna N verslaan zijn de moeite waard om te onthouden, omdat ze veel voorkomen in planten die ook minerale olie gebruiken:
- Ketonen en esters, waaronder MEK, aceton en ethylacetaat
- Fosfaat-ester hydraulische vloeistoffen die worden gebruikt in vliegtuigen en sommige turbinesystemen
- Sterke zuren, geconcentreerde oxidatiemiddelen en aromatische aminen
- Ozon, ultraviolet licht en langdurig direct zonlicht
- Aromatische en gechloreerde oplosmiddelen met een hoge concentratie
Geen van deze beperkingen is exotisch, maar ze worden vaak ontdekt na installatie in plaats van vóór aankoop. Voor werk buitenshuis of aan ozon blootgesteld, verlengt een NBR/PVC-mengsel de levensduur tegen bepaalde kosten bij compressie-set. Waar het temperatuurvenster breder is of de chemische lijst langer is, is het wisselen van polymeerfamilie het eerlijke technische antwoord in plaats van Buna N te dwingen een taak te doen waarvoor het nooit is geformuleerd.
Compounding: waar de specificatie wordt gewonnen of verloren
Mixen is de fase waarin de meeste Buna N-fouten ontstaan. De onverzadigde butadieenruggengraat schuift gemakkelijk af, dus het kauwen is kort en te veel mengen riskeert schroeien. Hoge ACN-kwaliteiten absorberen weekmakers en verwerken olie snel en worden kleverig, terwijl lage ACN-kwaliteiten de olie langzaam opnemen en langere cycli nodig hebben. De dumptemperaturen worden normaal gesproken tussen 110 °C en 140 °C gehouden, en versnellers worden toegevoegd op een koele open molen in plaats van in de interne menger.
Interne mengers verwerken de masterbatch, open molens finaliseren het en kneders zijn vaak de betere keuze voor zwaarbelaste of zeer gevulde verbindingen. De mechanismen achter die keuze worden besproken in deze praktische gids hoe rubberen kneders de mengefficiëntie optimaliseren , wat de moeite waard is om te lezen voordat u cyclustijden opgeeft voor een batch met een hoog ACN-niveau.
Rubberen Banbury-machine Op het gebied van moderne rubber- en kunststofverwerking is efficiënte, energiebesparende en milieuvriendelijke productieapparatuur de sleutel geworden tot het verbeteren van de... Bekijk Product → Het uithardingssysteem is net zo belangrijk als het mengen. Zwavel met een sulfenamideversneller geeft goede scheursterkte, goede vermoeiingsduur en vergevingsgezinde verwerking. Peroxide-uitharding met een dialkylperoxide produceert koolstof-koolstof-verknopingen die bestand zijn tegen veroudering door hitte en die de compressie veel beter vasthouden, ten koste van een slechtere hete scheur en een verbinding die met meer zorg moet worden gemengd en bewaard. Voor zeehonden die belast worden bij 100 °C of hoger is die handel meestal de moeite waard.
Vormgeven en uitharden van Buna N-onderdelen
Eenmaal samengesteld volgt Buna N de gebruikelijke rubberverwerkingsroutes. Kalanders produceren platen en magere materialen, extruders produceren slangvoeringen, tochtstrips en profielen, en compressie, transfer of spuitgieten produceren de afdichtingen en kussens die de meeste mensen associëren met het materiaal. Elke route legt zijn eigen limieten op: verbindingen met een hoog ACN-gehalte zijn stijver tijdens het kalanderen en meer vatbaar voor zwellen tijdens de extrusie.
Vulkanisatie wordt normaal gesproken uitgevoerd tussen 150 °C en 170 °C. Een werkregel voor dunne coupes is ongeveer één minuut per millimeter dikte plus twee tot drie minuten verblijftijd bij 160 °C, maar de uithardingscurve die bij de batch wordt geleverd, heeft altijd voorrang op een vuistregel. De druk op de plaat moet hoog genoeg zijn om de mal te sluiten en de porositeit te onderdrukken zonder dat de compound aan de randen dun wordt samengedrukt. Dikke delen en grote pads moeten langzaam worden uitgehard, omdat de buitenkant van een heet onderdeel volledig kan worden uitgehard terwijl de kern nog zacht is, en dat verloop pas later zichtbaar wordt als een compressie-setfout.
Leveranciers van vulcaniseerpersmachines met rubberplaten Rubberen mengmachine Bekijk Product → Voor met peroxide uitgeharde onderdelen verwijdert een gefaseerde nabehandeling in een oven vluchtige ontledingsproducten en stabiliseert het netwerk. Als u dit overslaat, blijft er een samenstelling achter die ruikt, vlekt en tijdens gebruik de hardheid blijft veranderen.
Specificatie van Buna N-blad: een korte checklist
Bij industriële rubberplaten kosten vage specificaties het meeste geld, omdat fouten optreden maanden nadat het materiaal is gesneden en geïnstalleerd. Voordat u een inkooporder bevestigt, moet u elk hieronder item bevestigen.
- ACN-bereik, of een expliciet doel voor oliebestendigheid, zoals een volume-zwellimiet na onderdompelingstests
- Een ASTM D2000-regeltoelichting in plaats van alleen een handelsbeschrijving
- Hardheid met een aangegeven tolerantie, normaal gesproken plus of min 5 Shore A
- Dikte- en diktetolerantie, vooral voor pakkingen gesneden uit plaat
- Uithardingssysteem, omdat het het gedrag bij compressie en veroudering door hitte bepaalt
- Ingestelde compressielimiet bij de werkelijke bedrijfstemperatuur
- Oppervlakteafwerking, plaatsing van de stof en vereisten voor de achterkant
Het volledige assortiment plaat-, matten- en transportbandproducten die op deze chemie zijn gebouwd, wordt beschreven onder de site's oplossingen voor rubberproducten , wat een nuttige referentie is om een verbinding aan een toepassing te koppelen voordat u een bestelling plaatst.
NBR-rubberplaat Neopreenrubberplaat is een hoogwaardige rubberplaat gemaakt van chloropreenrubber (CR, chloropreenrubber) als de belangrijkste grondstof door middel van kalanderen of gieten. Bekijk Product → Mislukkingspatronen die de moeite waard zijn om vroegtijdig te herkennen
- Een uniforme zwelling over de hele afdichting wijst meestal op de verkeerde ACN-kwaliteit voor de vloeistof, en niet op een defecte batch.
- Verharding en barsten in het oppervlak gedurende meerdere maanden bij een buiteninstallatie is een aantasting door ozon en vereist een mengsel of een ander polymeer.
- Permanente afvlakking aan één zijde na weken onder belasting is een gevolg van hoge compressie door een zwavelbehandeling waarbij een peroxidebehandeling nodig was.
- Een ongelijkmatige hardheid over een dik kussen duidt op een onvolledige uithardingscyclus of onvoldoende verblijftijd van de plaat.
- Kleverig, plakkerig vel rechtstreeks van de pallet betekent vaak een te geplastificeerde voorraad in plaats van een opslagprobleem.
Elk van deze symptomen is terug te voeren op een beslissing over het compounderen of uitharden. Daarom hoort de apparatuur die wordt gebruikt om de compound te mengen en te persen in hetzelfde gesprek als de polymeerselectie zelf.
Buna N beloont een koper die twee vragen stelt: wat is het acrylonitrilgehalte en hoe wordt het uitgehard? Deze antwoorden voorspellen dat oliebestendigheid, gedrag bij lage temperaturen en compressie-set betrouwbaarder zijn dan hardheid, kleur of prijs per kilogram. Daarna hangt de uitkomst af van de combinatie van discipline en controle over de kuur, omdat een perfecte formulering die op een ongecontroleerde lijn wordt gedrukt nog steeds afdichtingen produceert die drie weken later terugkomen.
Previous