丁腈橡胶（NBR）：性能与应用 / 文章

丁腈橡胶（NBR）是一种特种合成弹性体，是1,3-丁二烯与丙烯腈（ACN）的共聚物。由于其大分子中存在极性腈基，该橡胶具有独特的性能组合，其中最重要的是优异的耐油、耐汽油、耐脂肪和耐脂肪族烃性能，以及更高的耐热性和耐磨性。这些品质使NBR成为世界上应用最广泛的特种橡胶。

化学结构与合成

丁腈橡胶通过1,3-丁二烯与丙烯腈在32 °C（或根据牌号在更低温度下）下进行乳液共聚制得。商品级产品中结合丙烯腈含量范围很广——从17–20%到36–40%甚至更高，这决定了材料的关键使用性能。

NBR的分子结构特征在于存在极性腈基（–C≡N），赋予聚合物特殊性能：耐非极性溶剂（如油和汽油），以及更高的耐热性。丙烯腈含量越高，耐油性和强度越高，但弹性和耐寒性越低，反复变形下的生热也越高。

分类与牌号

NBR系列由几组不同丙烯腈含量、不同门尼粘度、改性剂类型和交付形式的产品组成。

主要NBR牌号：

BNKS-18AN — 结合丙烯腈含量为17–20%的橡胶。门尼粘度ML 1+4（100 °C）为90–110单位。特点是耐寒性和弹性较高。

BNKS-28AN — 丙烯腈含量为27–30%的牌号。门尼粘度 — 100–120单位。是最受欢迎的牌号之一，提供耐油性和弹性的平衡组合。拉伸强度 — 不低于250 kgf/cm²。

BNKS-33AN — 丙烯腈含量为31–35%的橡胶，为“低温”聚合产物。门尼粘度 — 100–120单位。用于要求更高耐油性的产品。

BNKS-40AMN — 高丙烯腈含量（36–40%）牌号，提供最大的耐油和耐汽油性。断裂伸长率 — 不低于450%。

氢化丁腈橡胶（HNBR） — 通过氢化丁二烯链节双键制得的特殊改性产品。结果，弹性体获得了优异的耐热性和耐化学性，以及耐臭氧和耐高强度载荷性能。HNBR密度为0.94–0.98 g/cm³，碘值为10–17 mg/100 mg，门尼粘度MML 1+4（100 °C）为73–87。

物理机械和化学性能

耐油和耐汽油性。 这是NBR的关键特性。极性腈基提供对油、汽油、脂肪和脂肪族烃的高耐受性。随着丙烯腈含量的增加，耐油性提高。

耐热性。 与通用橡胶相比，NBR具有更高的耐热性。标准牌号的长期工作温度可达100–120 °C。HNBR可承受更高的温度。

耐磨性。 该橡胶具有高耐磨性和抗压缩永久变形性能。

强度特性。 大多数牌号的NBR硫化胶拉伸强度不低于250 kgf/cm²。断裂伸长率 — 不低于450%。

耐寒性。 随着丙烯腈含量的增加，耐寒性降低。低ACN含量（BNKS-18）的橡胶具有更好的耐寒性。

弹性。 NBR的弹性低于通用橡胶（IR、BR、SBR）。随着ACN含量的增加，弹性降低。

介电性能。 NBR的极性性质提供了比其他已知聚合物更高的介电常数，允许其在特殊电气应用中使用。

交付形式。 NBR以块状和粉末形式供应。

优点与缺点

主要优点：

主要缺点：

应用领域

丁腈橡胶在各行业有着广泛的应用：

汽车工业。 生产耐油和耐汽油软管、燃油管、油封、皮碗、垫圈、密封件，以及金属辊和滚筒的衬里。

石油天然气工业。 制造用于输送石油和汽油的增强软管、采油设备密封件。

机械工程。 生产耐油技术零件、输送带、传动带、密封圈。

电缆工业。 与油和燃料接触的电缆绝缘。

化学工业。 制造耐腐蚀介质的产品。

医疗。 生产医用手套、医疗器械。

建筑。 地板覆盖物、发泡隔热和隔音材料。

生产与市场

在俄罗斯，最大的丁腈橡胶生产商是JSC克拉斯诺亚尔斯克合成橡胶厂（KZSK） ，隶属于SIBUR集团。该企业生产多种NBR牌号，包括SKN 1865/NBR 1865、SKN 2665/NBR 2665 NT、SKN 4045/NBR 4045等。

全球丁腈橡胶市场呈现稳定增长。2025年市场规模估计为25.6亿美元。预计到2033年将达到46.0亿美元，复合年增长率为7.58%。根据其他估计，2024年市场为28.3亿美元，预计到2031年增长至41.3亿美元（CAGR 4.60%）。

全球市场的主要参与者包括中石化、TSRC Corporation、锦湖石化、JSR Corporation、朗盛、Zeon Corporation、Sibur Holding、LG化学等。

主要市场增长驱动力是汽车工业的扩张、石油天然气行业对耐油产品需求的增长，以及用于高温应用的氢化HNBR牌号的发展。

总结

丁腈橡胶（NBR）是一种重要的特种弹性体，结合了独特的耐油和耐汽油性与耐热性和耐磨性。由于其大分子中存在极性腈基，NBR在汽车、石油天然气、机械工程和电缆工业中得到广泛应用。氢化HNBR牌号的发展和俄罗斯及全球生产的扩张确保了该材料市场的长期稳定增长。