Les secteurs industriels, notamment le gaz, le pétrole et les transports, utilisent largement le HNBR. C'est à cause de son incroyable HEAt résistance et la résistance aux fluides, qu'il s'agisse du liquide de refroidissement, de l'huile moteur, du carburant, etc. – même ceux contenant du sulfure d'hydrogène, des inhibiteurs de corrosion alcalins, des solutions salines et des amines. En raison de sa résistance physique et de sa large plage de températures, le marché du HNBR devrait croître de 7.7 % TCAC et atteindre 34.7 milliards de dollars d’ici 2033.
Composition chimique du HNBR
HNBR est une structure polymère stable et saturée avec une composition chimique et une production avancées.
- Origine
Caoutchouc nitrile (NBR) : Il est dérivé du caoutchouc synthétique Nitrile Rubber ou NBR. C’est un matériau polyvalent offrant une résistance aux températures élevées, une résistance à la traction et une excellente résistance au carburant, à l’huile et à d’autres produits chimiques. C’est également un matériau élastique et flexible, ce qui le rend parfait pour une large gamme d’applications, notamment les joints et les tuyaux.
Sa résistance chimique s'améliore grâce au processus d'hydrogénation. Le processus implique une hydrogénation sélective du NBR pour éliminer les doubles liaisons, rendre le polymère plus résistant à l'oxygène et augmenter en conséquence les performances à haute température. Des techniques de composition sont utilisées pour créer du HNBR. Si vous souhaitez des performances à basse température, des qualités à faible ACN sont utilisées, et pour des performances à haute température, des qualités HNBR hautement saturées sont utilisées avec des charges blanches.
- Propriétés chimiques clés
Le HNBR est un excellent élastomère synthétique doté d'excellentes propriétés chimiques, parfait pour les applications industrielles. Sa stabilité thermique, sa résistance au vieillissement oxydatif et sa bonne résistance à de nombreux facteurs environnementaux en font un matériau de qualité supérieure pour les composants automobiles, notamment les joints d'étanchéité et d'autres applications.
- Acides– La résistance du HNBR est bonne pour les acides dilués, tout en conservant son intégrité structurelle globale. Pour les acides concentrés, ses performances sont également passables à bonnes selon la durée de l’exposition.
- Aldéhydes– Selon le type d’aldéhyde, sa résistance peut être moyenne à bonne.
- Alcalis– Pour les alcalins dilués ou légèrement, le HNBR présente une bonne résistance, mais pour les concentrés, la résistance peut être affectée, ce qui entraîne un ramollissement, une dégradation et un gonflement au fil du temps.
- Amines: Les amines sont courantes dans les applications industrielles et le HNBR démontre une bonne résistance à ce composé organique.
- Huiles animales et végétales– Le HNBR présente également une résistance bonne à excellente aux huiles animales et végétales, ce qui le rend parfait pour l’industrie agroalimentaire.
- Esters– Effectuer des tests de compatibilité lors de l’utilisation du HNBR pour des applications impliquant des esters. En général, le phosphate d'alkyle a une faible compatibilité avec le HNBR, bien que le phosphate d'aryle puisse avoir une compatibilité assez bonne avec l'élastomère.
- Carburant– Pour les Hydrocarbures Aliphatiques, les performances sont excellentes. Pour les Hydrocarbures Aromatiques, c’est passable à bon. Et pour le carburant étendu (oxygéné), la résistance est bonne à excellente.
- GPL et fiouls– Le HNBR est parfait pour les industries automobile, pétrolière et gazière car il présente une excellente compatibilité avec les gaz GPL et les mazouts. Sa résistance générale aux huiles est bonne à excellente, notamment aux huiles minérales et à l’huile de silicone.
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Propriétés physiques et mécaniques
Le HNBR peut résister aux contraintes mécaniques car il présente un équilibre exceptionnel entre résilience, dureté et flexibilité. Des joints souples aux composants structurels robustes, ses applications industrielles et exigeantes en performances sont vastes.
| Qualité | Région |
|---|---|
| Plage de dureté ou duromètre | 30 – 95 rive A |
| Résistance à la traction | 1,500 à 3,500 XNUMX PSI |
| Élongation | 90% - 550% |
| Résistance à l'abrasion | Bon à excellent |
| Adhérence du métal | Excellent |
| Adhérence des matériaux rigides | Bon à excellent |
| Jeu de compression | Bon à excellent |
| Résistance à la fissuration Flex | Juste à bon |
| Résistance aux chocs | Excellent |
| Résilience/rebond | Bon |
| Résistance au déchirement | Bon à excellent |
| Amortissement des vibrations | Juste à bon |
Comparaison avec le NBR standard
Le NBR et le HNBR partagent de nombreuses similitudes en termes de propriétés chimiques, mais ils ont des compositions distinctes et des différences en termes de performances globales. Choisissez un caoutchouc synthétique en fonction de l’application et du niveau de performance que vous recherchez.
| Caractéristique/Propriété | HNBR (NBR hydrogéné) | NBR standard |
|---|---|---|
| Résistance chimique | Excellent, particulièrement pour les huiles, les carburants et de nombreux produits chimiques | Bon, mais moins que HNBR |
| Résistance à la chaleur | Supérieur, peut supporter des températures plus élevées (jusqu'à 150°C, parfois plus) | Modéré, généralement jusqu'à 100°C |
| Flexibilité à froid | Mieux, reste flexible à des températures plus basses | Moins flexible à basse température |
| Ozone et intempéries | Excellente résistance grâce à une structure saturée | Bon, mais moins résistant que le HNBR |
| Résistance à l'abrasion | Très bien, adapté aux applications exigeantes | Bon |
| Résistance à la traction | Généralement plus élevé en raison d’une réticulation améliorée | Bon, mais généralement inférieur au HNBR |
| Allongement à la rupture | Excellent, particulièrement pour les huiles, les carburants et de nombreux produits chimiques | Bon, mais peut être inférieur au HNBR |
| Jeu de compression | Plus bas, meilleur pour les applications d’étanchéité | Supérieur au HNBR |
| Prix | Généralement plus cher en raison d'un traitement supplémentaire | Moins chèr |
| principales applications | Joints automobiles, exploration de champs pétrolifères, environnements à haute température | Joints, flexibles, joints à usage général |
| Perméabilité aux gaz | Inférieur, en particulier dans les grades ACN élevés | Supérieur au HNBR |
| Propriétés électriques | Bonnes propriétés isolantes | Bien, mais peut varier selon le contenu d'ACN |
| Contenu en acrylonitrile (ACN) | Varie (18 % à 50 %), affecte les propriétés | Généralement inférieur au HNBR |
| Processus de production | Implique l’hydrogénation du NBR | Polymérisation standard de l'acrylonitrile et du butadiène |
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Transformation et fabrication avec HNBR
Le moulage et l’extrusion font partie des principales techniques utilisées pour traiter le HNBR et d’autres produits en caoutchouc et en plastique. La méthode utilisée doit dépendre de la géométrie et de la complexité des exigences du projet.
Le moulage utilise à la fois la pression et la chaleur pour remplir la cavité du moule, également appelée matrice. Le moulage est un excellent processus pour atteindre polyvalence, précision et efficacité. Un fabricant pourrait utiliser Moulage par compression, moulage par fusion, moulage par transfertou moulage par injection. La meilleure méthode de moulage dépend du type de produit à fabriquer. Si vous recherchez un fabricant pour votre prochain projet, il est préférable d’en choisir un qui peut utiliser différents procédés en fonction de vos spécifications, de vos objectifs et de votre budget. Les processus de moulage sont généralement utilisés pour des conceptions complexes, des tolérances serrées, une meilleure précision et une production en grand volume.
D'un autre côté, l'extrusion est généralement utilisée pour des conceptions plus simples qui nécessitent des formes transversales cohérentes ou des produits qui ont tendance à être longs et continus, notamment des tubes, des tuyaux et des joints. Contrairement aux composants moulés, les produits en caoutchouc extrudés sont forcés à travers une filière de la section requise à l'aide d'une extrudeuse. Ces pièces sont fabriquées avec des composés de caoutchouc non vulcanisés introduits dans l'extrudeuse. Cela laisse les produits dans un état doux et malléable. Ils sont ensuite vulcanisés et durci pour être utilisable. L'extrusion est également une excellente méthode car elle peut produire diverses formes ainsi que des produits légers et flexibles. Il y a également un minimum de déchets et c’est généralement un processus économique et efficace.
Le fabricant que vous avez choisi travaillera avec vous pour discuter des méthodes et des matériaux adaptés à votre projet précis. Les caractéristiques doivent également correspondre à l'utilisation prévue : si vous avez besoin d'une sortie présentant une stabilité à haute température, une bonne résistance chimique, une durabilité robuste, etc.
Applications du HNBR
Les composés HNBR sont généralement largement utilisés dans les secteurs médical, aérospatial, industriel, pétrolier et gazier, de l'énergie fluidique, des semi-conducteurs et de l'électronique grand public. L’une des principales industries qui ont adopté le HNBR est le secteur automobile. Les composants automobiles, y compris les joints toriques, les joints et les joints d'étanchéité, nécessitent des exigences strictes en matière de résistance à l'huile, à la température et à l'abrasion. HNBR a grandement contribué aux performances des véhicules dont nous disposons aujourd’hui. Le super composé joue également un rôle déterminant dans l’exploration des champs pétrolifères, étant donné la dureté des environnements de fond de trou. Des appareils de forage à la bonne construction, les produits HNBR ont été très utiles dans l’industrie pétrolière et gazière.
En raison des propriétés exceptionnelles et des excellentes performances du composé, divers produits en caoutchouc HNBR peuvent être fabriqués, notamment :
- Joints et durites du système de carburant
- Joints et durites de climatisation
- Joints moteur, œillets, joints toriques et joints
- Joints de piston
- Ceintures serpentines
- Joints de suspension
- Emballage en V
- Blocs obturateurs
- Emballeurs et cintres pour champs pétrolifères
- Joints d'échangeur de chaleur
- Joints d'arbre rotatif
- Aciéries et usines de papier
Pièces HNBR moulées/extrudées
- Dynamique et joints statiques
- Grommets
- Joints
- Supports anti-vibrations
- Pare-chocs, pointes et pieds d'appareil
- Inserteurs d'œillets
- Profilés et tubes en caoutchouc extrudé
- Soufflets et bottes en caoutchouc
Le caoutchouc nitrile butadiène hydrogéné répond à de nombreuses applications modernes ainsi qu'aux exigences techniques et industrielles. Il s’agit d’un énorme progrès dans la science des polymères et ses propriétés améliorées et sa résistance à divers facteurs externes agressifs en font un choix supérieur en termes de qualité et de cohérence.
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Conclusion
À mesure que les usines progressent et optimisent leurs processus, HNBR aura un rôle à jouer dans l’avenir des élastomères hautes performances. Grâce à la recherche et au développement continus, il y aura des variantes HNBR plus avancées avec des performances encore meilleures et des applications encore plus larges.
Si vous souhaitez utiliser de meilleurs caoutchoucs synthétiques comme les élastomères HNBR pour améliorer vos produits existants ou en développer de nouveaux, assurez-vous de travailler avec un fabricant de caoutchouc et de plastique possédant des années d'expérience dans l'industrie.
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