گریدهای HNBR که مخفف Hydrogenated NBR هستند، از جمله الاستومرهای مقاوم در برابر حرارت، روغن و سوخت با خواص مکانیکی فوق‌العاده محسوب می‌شوند. این گریدها از طریق اشباع پیوندهای دوگانه در بخش بوتادین زنجیره‌های NBR تولید می‌شوند و در مقایسه با گریدهای NBR معمولی، عملکرد بسیار بهتری ارائه می‌دهند.
فرایند هیدروژناسیون در HNBR نه‌تنها باعث کاهش تعداد پیوندهای دوگانه و افزایش اشباع ساختار زنجیره پلیمری می‌شود، بلکه موجب بهبود قابل توجهی در مقاومت گرمایی، خواص مکانیکی و پایداری در برابر پیرشدگی و شرایط محیطی سخت می‌گردد. به همین دلیل، گریدهای HNBR به عنوان مواد اولیه‌ای مهندسی‌شده برای محیط‌های عملیاتی دشوار، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مشخصات فنی و ساختاری گریدهای HNBR
HNBR یا Hydrogenated Acrylonitrile Butadiene Rubber با هیدروژنه‌کردن NBR به‌دست می‌آید. در این فرایند، نواحی غیراشباع ساختار پلیمری (عمدتاً در بخش بوتادین) اشباع می‌شوند و در نتیجه مقاومت این ماده در برابر اکسایش، ازون، حرارت و مواد شیمیایی ارتقاء می‌یابد. شاخص‌های فنی مهم در تعیین ویژگی‌های عملکردی این گرید ها عبارت‌اند از:
- درصد آکریلونیتریل (ACN): که تعیین‌کننده مقاومت در برابر روغن‌ها و سوخت‌ها است.
- درجه هیدروژناسیون: عامل کلیدی در افزایش مقاومت گرمایی و هوازدگی.
- وزن مولکولی و توزیع آن: که بر خواص مکانیکی و فرایندپذیری تأثیر دارد.
ویژگی‌های مکانیکی و شیمیایی
گریدهای HNBR دارای ویژگی‌هایی هستند که آن‌ها را از NBR معمولی متمایز می‌کند:
- سختی بین 30 تا 80 Shore A
- استحکام کششی در بازه 200 تا 1500 پاسکال
- جهندگی بین 100 تا 480 درصد
- مقاومت نسبتاً خوب در برابر فشار، پارگی و ضربه
- چسبندگی خوب به فلزات و مواد سخت
- مقاومت حرارتی در بازه دمایی -25 تا +160 درجه سانتی‌گراد
- مقاومت قابل توجه در برابر بخار، روغن، سوخت و محیط‌های خورنده
به دلیل حذف پیوندهای دوگانه، امکان پخت گوگردی در این گریدها وجود ندارد و بنابراین فرایند پخت آن‌ها عمدتاً به‌صورت پراکسیدی انجام می‌شود که پایداری بیشتری به ساختار شبکه‌ای می‌بخشد.
مزایای اصلی گریدهای HNBR
- مقاومت حرارتی بالا: قابلیت عملکرد در دماهای بالا و طولانی‌مدت.
- پایداری شیمیایی: مقاومت بسیار بالا در برابر روغن‌های نفتی، سوخت‌ها و بسیاری از مواد شیمیایی صنعتی.
- مقاومت به ازون و شرایط جوی: عملکرد بالا در محیط‌های بیرونی، بدون ترک‌خوردگی یا تخریب.
- خواص مکانیکی برجسته: حفظ استحکام، کشش و مقاومت در برابر پارگی در شرایط کاری دشوار.
- مقاومت در برابر بخار و آب داغ: مناسب برای صنایع غذایی و بهداشتی که تماس با بخار آب رایج است.
گریدهای تجاری شناخته‌شده
در حال حاضر، شرکت‌های محدودی در جهان به تولید این گرید ها با کیفیت بالا می‌پردازند. از جمله برندهای معتبر در این حوزه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- Zetpol محصول شرکت Zeon ژاپن
- Therban محصول شرکت Lanxess آلمان
این گریدها با ترکیبات مختلف آکریلونیتریل و درجه‌های متفاوت هیدروژناسیون، برای نیازهای خاص صنعتی طراحی شده‌اند.
کاربردهای گریدهای HNBR
با توجه به خواص ویژه، گریدهای HNBR در طیف وسیعی از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند:
- صنعت خودروسازی: برای تولید قطعاتی چون واشرها، O-ring، شلنگ‌ها و درزبندهایی که در معرض روغن، سوخت، گرما و فشار هستند.
- صنایع نفت و گاز: در ابزارهای حفاری، آب‌بندها و پکینگ‌هایی که در تماس با مواد شیمیایی و دماهای بالا قرار دارند.
- صنایع غذایی و دارویی: به دلیل مقاومت در برابر بخار و پاک‌کننده‌ها، برای درزبندهای خطوط تولید بهداشتی و تجهیزات پردازش مواد غذایی.
- صنایع هوافضا و دریایی: در اجزایی که نیاز به مقاومت در برابر فشار، سایش و شرایط آب و هوایی دارند.
نتیجه‌گیری
این گرید ها با ارائه ترکیبی از مقاومت‌های شیمیایی، حرارتی و مکانیکی، گزینه‌ای استراتژیک برای کاربردهای حساس و پیچیده صنعتی به شمار می‌روند. ساختار اشباع‌شده و پایداری بالای این الاستومر، آن را نسبت به دیگر گریدهای لاستیکی متمایز کرده و کاربرد آن را در صنایعی که به عملکرد بلندمدت و مطمئن نیاز دارند، گسترش داده است. انتخاب گرید مناسب از میان انواع مختلف HNBR، بسته به نیاز فنی پروژه و شرایط محیطی، می‌تواند عملکرد نهایی را به طرز چشم‌گیری بهبود دهد.
گریدهای HNBR به دلیل مقاومت بالا در برابر روغن، ویژگی‌های خاصی دارند که بر اساس درصد آکریلونیتریل موجود در ساختارشان تعیین می‌شود. این ویژگی‌ها باعث شده تا این الاستومر به یکی از مواد پرکاربرد در صنایع مختلف تبدیل شود.
