مقدمة إلى حلقات التوصيل (O-Rings) المصنوعة من مطاط النتريل (NBR)

تُعتبر حلقات التوصيل (O-rings) والسدادات المصنوعة من مطاط النتريل أكثر أنواع حلقات التوصيل والسدادات انتشاراً في السوق. ويعود جزء كبير من شعبية هذه المادة إلى خصائصها الميكانيكية الممتازة. فالمطاط النتريلي هو مركب مطاطي صناعي مرن، ويتكوّن من بلمرة مشتركة بين الأكريلونيتريل والبوتاديين، ومن هنا تأتي أسماؤه الشائعة الأخرى: مطاط النتريل-البوتاديين أو (NBR)، ومطاط الأكريلونيتريل-البوتاديين، أو ببساطة (Buna-N).

يتميز النتريل بمقاومة شد ممتازة، ومقاومة تآكل ممتازة، ومقاومة تمزق ممتازة، ومقاومة انضغاط ممتازة. وهو يجمع بين المقاومة وانخفاض نسبة الانضغاط الدائم وارتفاع مقاومة التآكل، ما يجعله أكثر المطاطيات الاقتصادية استخدامًا في صناعة الأختام. كما يجعله بديلًا اقتصاديًا فعّالًا لمطاطات الفلوروكربون. ويتمتع النتريل بخصائص مقاومة عالية للوقود والزيوت. وبجانب خصائصه الممتازة في مقاومة الوقود والزيوت، يظهر مطاط النتريل مقاومة ممتازة للرطوبة والماء، وللمختلف الكحولات، ودهون السيليكون، والسوائل الهيدروليكية. ومن المزايا الأخرى له مقاومته الجيدة للتمزق ومقاومته للمذيبات غير القطبية.

تشمل البيئات المثلى الزيوت والوقود البترولي، وزيوت السيليكون ودهونه، والبروبان، وإيثيلين غليكول، والبيوتان، والزيوت والدهون النباتية والمعدنية، والأحماض المخففة، وتطبيقات الماء والبخار (أقل من 212°ف). وتتفوق مركبات النتريل على معظم المطاطيات من حيث القوة، كما توفر مقاومةً أفضلَ ضد الزيوت والأحماض مقارنةً بأي مطاط طبيعي. وهي تؤدي أداءً جيدًا وتتوافق مع الزيوت والوقود القائمة على البترول، والزيوت النباتية، وزيوت السيليكون ودهونه، والهيدروكربونات الأليفاتية، وإيثيلين غليكول، والأحماض المخففة، والماء، وذلك في درجات حرارة تصل إلى 212°ف (100°م).

وبما أن النتريل يمكن مزجه لتطبيقات مختلفة، فإنه يوفر استقرارًا في الأداء ضمن نطاق حراري يتراوح تقريبًا بين -35°فهرنهايت و250°فهرنهايت (-37°مئوية و120°مئوية)، مما يمنح مقاومة ممتازة للانضغاط والتمزق والتآكل عند تلك درجات الحرارة التشغيلية. والمدى الحراري الموصى به عادةً هو المدى القياسي؛ أما المدى الموسع فيُستخدم لفترات قصيرة فقط. مقاومة الحرارة: تصل إلى 212°فهرنهايت (100°مئوية)، مع انخفاض عمر الخدمة عند 250°فهرنهايت (121°مئوية). المرونة عند درجات الحرارة المنخفضة: تعتمد على التركيبة الخاصة بكل منتج، وتتراوح بين -30°فهرنهايت و-70°فهرنهايت (-34°مئوية و-57°مئوية).

وبفضل نطاق درجات الحرارة الواسع الذي تعمل فيه، تُستخدم حلقات الختم والأساور المطاطية النتريلية (O-rings) على نطاق واسع في قطاعي السيارات والطيران، وكذلك في تصنيع منتجات أخرى مثل خراطيم نقل الوقود والزيوت، والحلقات العازلة (grommets)، وخزانات الوقود ذاتية الإغلاق. ولقد أدى استقرار هذه المادة عند درجات الحرارة المنخفضة بالذات إلى جعلها مثاليةً للعديد من التطبيقات الطيرانية. وبفضل خصائصها الاستثنائية، تجد أسوار بونا (Buna O-rings) تطبيقاتٍ واسعةً في مختلف الصناعات، ومن بينها صناعات السيارات والفضاء الجوي والنفط والغاز والزراعة ومعالجة الأغذية.

ورغم أن النتريل مادة مناسبة جدًّا ولها تطبيقات عامة عديدة، فإنه يمتلك مع ذلك بعض القيود. فهو غير متوافق مع أنواع مختلفة من السوائل، ومنها سائل فرامل المركبات، والكيتونات، وسوائل الهيدروليك المُستندة إلى فوسفات الإستر، والهيدروكربونات النتروية والمُهلَّجنة. كما يتميَّز بمقاومة منخفضة للأوزون وأشعة الشمس والعوامل الجوية. وهو غير متوافق أيضًا مع البنزين والتوالوين والزيلين والمشتقات الهالوجينية (مثل رابع كلوريد الكربون والإيثيلين ثلاثي الكلور)، والكيتونات (مثل ميثيل إيثيل كيتون والأسيتون)، وسوائل الهيدروليك المُستندة إلى فوسفات الإستر (مثل Skydrol وPydraul)، والأحماض القوية، والغليكول. كما أنه يعاني من ضعف مقاومة الأوزون وأشعة الشمس والعوامل الجوية، وضعف مقاومة الاشتعال، ولا يمكن استخدامه في التطبيقات التي تتطلب حرارة عالية.