高结腈丁腈橡胶门尼粘度的调控及耐油性
研究
摘要
高结腈丁腈橡胶（高腈NBR）橡胶具有可靠的耐油性能，在各种耐油橡胶
品类中脱颖而出，耐油性能随着丙烯腈（AN）含量的增加而提高，在石油开采、
汽车工业、发泡材料等方面有着重要的应用。本文利用低温乳液聚合的方法分
别在小试反应釜（0.5L）合成了高腈NBR，对其进行了放大实验，并分析了反
应釜与反应条件对于高丙烯腈投料比时的乳液聚合反应的影响，研究了高丙烯
腈投料比时的乳液聚合实验中分子结构、分子量和门尼粘度的影响因素，借助
核磁共振研究了高腈NBR的微观结构，在反应中的变化及其影响因素，对分子
量、丙烯腈含量以及微凝胶含量与门尼粘度之间的关系进行探究，并对高腈
NBR在非极性油类的耐受性和热空气老化进行研究。通过以上研究得出以下结
论：
（1）在0.5L反应釜中进行聚合实验的情况下，升高反应温度和增加过氧
化氢二异丙苯（DIP）用量均会使反应速率加快，生胶微凝胶含量增加；与DIP
相比，过氧化氢对孟烷（PMHP）作为引发剂聚合反应具有更快的反应速率，
但所制得生胶微凝胶含量更高。叔十二烷基硫醇（TDM）可以促进反应的进行，
使微凝胶含量降低，门尼粘度降低。
（2）在投料比AN:Bd=70:30的反应中，随着TDM用量的增加，其反应
速率有一定程度的增加，丙烯腈结合量有一定程度的减少，随着TDM用量的减
少，BB相邻的结构降低，而AA相邻的结构含量增加。用到的0.5L反应釜相
较于10L反应釜具有更大的高径比，可以通过提升搅拌转速或者增大搅拌器尺
寸来进行解决物料在体系中不均匀的问题。
（3）丙烯腈投料占比为70%的乳液聚合反应中，随着TDM用量的增大其
门尼粘度降低，随着反应进行数均分子量和重均分子量以及分子量分布系数均
上升，门尼粘度呈现明显的增长。TDM的不同加入方式对分子量分布有较大影
响。随着引发剂（DIP）用量的增加，高腈NBR的数均分子量（M）增加，微
n
凝胶含量的提高幅度较大。
（4）通过对分子量和门尼粘度得对数处理所得得数据进行线性拟合得到比
较好得拟合曲线，拟合数据可以看出门尼粘度的对数与数均分子量与重均分子
量有着很好的线性相关关系，丙烯腈结合量较低时其门尼粘度变化受分子量影
响较大，丙烯腈含量较多橡胶在同分子量的的情况下门尼粘度更高。
（5）高腈NBR耐油实验后，样品A、样品C、样品E的拉伸强度相比于
未浸油的样品，其拉断伸强度分别下降了9.71%、7.67%、11.60%，随着浸泡时
间的增长至72h，其拉伸强度随之降低。浸油后样品A、样品C、样品E的拉
伸强度相比于未浸油样品其拉断伸强度分别下降了9.71%、7.67%、11.60%，随
着浸泡时间的增长至72h，其拉伸强度随之降低，丙烯腈含量越高其受非极性
油类影响越小。
（6）不同热空气老化时间下高腈NBR拉伸强度的变化，高腈NBR的拉伸
强度随着老化时间的增加而减少，在24h的老化时间下样品A、B、C、E的拉
伸强度分别下降了48.70%、46.79%、49.38%、45.37%。
关键词：高腈NBR；低温乳聚；门尼粘度；序列结构；耐油性能；耐热性能
STUDYONMOONEYVISCOSITY
CONTROLANDOILRESISTANCEOF
HIGHNITRILEBUTADIENERUBBER
ABSTRACT
Highnitrilebutadienerubber(highnitrileNBR)rubberhasreliableoilresistance,
standsoutinavarietyofoilresistantrubbercategories,oilresistancewiththeincrea