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丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經乳液聚合法制得的，丁腈橡膠主要采用低溫乳液聚合法生產，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強。丁腈橡膠具有優良的耐油性,其耐油性僅次于聚硫橡膠和氟橡膠，并且具有的耐磨性和氣密性;耐熱性優于丁苯橡膠、氯丁橡膠，可在120℃長期工作。氣密性僅次于丁基橡膠。丁腈橡膠的性能受丙烯腈含量影響，隨著丙烯腈含量增加拉伸強度、耐熱性、耐油性、氣密性、硬度提高，但彈性、耐寒性降低。其缺點是耐低溫性差、耐臭氧性差，電性能低劣，彈性稍低;并且不耐臭氧及芳香族、鹵代烴、酮及酯類溶劑，不宜做絕緣材料。
改變丁腈橡膠的分子結構
橡膠材料內部分子的穩定性是影響橡膠材料耐老化性能的一項重要因素, 所以, 我們可以改變橡膠的內部分子結構來使橡膠變得穩定。例如, 塑料與橡膠相比不容易老化是因為塑料分子中沒有像橡膠分子那樣的雙鍵, 橡膠分子內部的雙鍵遇氧或臭氧容易斷裂。所以我們可以用降低分子內部雙鍵含量的方法來使橡膠變得穩定。據報道, 增加丁腈橡膠中丙烯腈含量, 丁腈橡膠分子中不飽和鍵變的更穩定, 丁腈橡膠在一般環境下老化速度減慢, 若向丁腈橡膠中加入苯基-β-萘胺并同時增加丁腈橡膠中丙烯腈含量時, 丁腈橡膠內部分子中不飽和鍵的含量下降, 由此引起其與氧反應的能力下降, 從而延緩了丁腈橡膠制品的老化。
在丁腈橡膠中添加防老劑
橡膠的老化是復雜的自由基反應過程, 要想徹底阻止橡膠的老化是不可能的, 但是通過研究自由基的反應機理我們已經找到了一些延緩丁腈橡膠老化的方法。添加防老劑就是一種不錯的方法。防老劑的種類有很多, 根據它的功能不同可以分為鏈斷裂型防老劑和抑制反應型防老劑。根據防老劑的化學式結構的不同可以分為胺類防老劑、酚類防老劑、二硫代氨基甲酸鎳類防老劑、硫脲類防老劑。它們的種類不同, 對橡膠的作用機理也不同, 但總的來說都有抑制自由基反應延緩橡膠老化的功能。
表面氟化改性
眾所周知C-F鍵具有較高的鍵能, 引發C-F鍵破壞生成自由基比較困難, 因此在聚合物分子鏈中引入C-F鍵, 可以顯著提高其老化性能, 如曾斌[7]等將丁腈橡膠材料與氟化氙蒸汽在特殊條件下反應, 反應后丁腈橡膠材料表面生成一層與氟橡膠薄膜相似的保護膜, 丁腈橡膠優良性能沒有發生變化的同時, 它的耐熱、耐疲勞、耐老化性能大幅度提高。
硫化劑的優化
硫化劑對丁腈橡膠的耐老化性能的影響也是非常大的, 硫磺是一種常用的橡膠硫化劑, 具有復雜多硫分子結構的硫化膠抗氧化性能較差, 具有較簡單的單硫和雙硫分子結構的硫化膠抗氧化性能較好。這是因為具有多硫結構的硫化膠會釋放出許多游離的自由基, 這些自由基會與環境中的氧發生反應從而降低橡膠的抗氧化性能。所以選擇合適的硫化劑非常重要。
加工助劑的優化
丁腈橡膠生產過程中, 一般都會在其配方中加入加工助劑, 其作用是補充橡膠材料的一些其他性能。
丁腈橡膠的并用共混改性
(1) 陳煜盛等對氯磺化聚乙烯于丁腈橡膠進行了共混改性, 并且對它們的不同的共混比和不同的硫化劑、炭黑、防老劑、增塑劑的用量進行了對比, 結果發現共混改性后的丁腈橡膠耐熱、耐老化、耐疲勞性能明顯提高, 當氯磺化聚乙烯與丁腈橡膠的并用比為一比一時抗熱氧老化效果最好;增加硫磺的用量抗熱氧老化性能下降;增加炭黑的份數, 丁腈橡膠的物理性能穩定性先增大后減小;經過試驗的對比表明加入防老劑NBC的共混膠防老效果更好;增塑劑選用鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯時共混膠的耐老化性能最好。
(2) 丁腈橡膠與聚氯乙烯共混改性
丁腈橡膠與聚氯乙烯具有相同的極性參數, 因此它們倆相似相溶。國外的公司最早工業化生產的共混物產品就是丁腈橡膠與聚氯乙烯共混物橡塑產品, 丁腈橡膠與聚氯乙烯共混膠與丁腈橡膠相比具有良好的耐疲勞、耐臭氧、耐老化性能
(3) 丁腈橡膠/氯磺化聚乙烯共混改性
由于氯磺化聚乙烯分子中的特殊結構, 其具有非常好的物理性能, 并且耐熱、耐疲勞、耐老化, 丁腈橡膠極性參數與其相近, 所以丁腈橡膠和氯磺化聚乙烯相似相容。它們可以共混, 共混膠不僅兼具了氯磺化聚乙烯的性能, 其抗氧化性能也隨之增加了。
(4) 丁腈橡膠/三元乙丙橡膠共混改性
朱智林等將丁腈橡膠和三元乙丙橡膠進行共混改性, 其共混膠的耐老化性能明顯好于丁腈橡膠, 并且機械性能也得到了改進。
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