
بهروزرسانی از NBR به HNBR در اصل، ارتقایی از «درزگیری مقاوم در برابر روغن عمومی» به «درزگیری مقاوم در برابر گرما، اوزون و سایش با قابلیت اطمینان بالاتر» است.
در خودروها، سیستمهای تهویه مطبوع خودرو، تجهیزات سرمایشی و سیستمهای هیدرولیکی، دختهای O-ring درزگیرها باید در برابر روغن، عامل سرمایشی، دمای بالا، نوسان فشار، ارتعاش و پیری ناشی از اوزون و سایر تنشهای چندگانه، مدت طولانیتری مقاومت کنند. لاستیک نیتریل استاندارد NBR دارای مقاومت خوب در برابر روغن و مزیت هزینهای است، اما با افزایش دمای کارکرد و افزایش عمر خدماتی، نقاط ضعف اجزای درزگیر بهتدریج آشکار میشوند: مقاومت در برابر پیری حرارتی محدود است، مقاومت در برابر اوزون کافی نیست و خطر سایش پویا و تغییر شکل فشاری در بلندمدت بالاتر است.
HNBR، یعنی کائوچوی نیتریل هیدروژنهشده، با هیدروژنرسانی پیوندهای دوگانه غیراشباع بخش بوتادین در NBR تولید میشود و این امر مقاومت حرارتی، مقاومت در برابر اوزون، مقاومت شیمیایی و روغنی و عملکرد مکانیکی را بهطور قابلتوجهی بهبود میبخشد. ماده HNBR شرکت ترلبورگ نیز نشان میدهد که HNBR از طریق هیدروژنرسانی انتخابی پیوندهای دوگانه موجود در بخش بوتادین NBR بهدست میآید و این تغییر ساختاری بهطور چشمگیری مقاومت در برابر دماهای بالا و اوزون را افزایش میدهد؛ در عین حال HNBR دارای خواص مکانیکی مناسب و مقاومت خوب در برابر سایش است.
بنابراین، واشرهای O-شکل HNBR معمولاً در سیستمهای تهویه مطبوع خودرو، آببندی عاملهای سرمایشی، سیستمهای سوخت، آببندی روغن، گیربکسها، سیستمهای تبدیل انرژی، سیستمهای هیدرولیک و مناطقی که با محصولات روغنی در دماهای بالا تماس دارند، استفاده میشوند. جایگاه این ماده صرفاً جایگزینی مستقیم برای NBR نیست، بلکه راهحلی پیشرفتهتر و با عملکرد بالاتر در مواردی است که عملکرد NBR کافی نباشد یا هزینه FKM بیش از حد زیاد باشد، یا شرایط محیطی برای کاربرد در دماهای پایین مناسب نباشند.
NBR، کائوچو نیتریل است که از طریق همپلیمریزاسیون بوتادین و آکریلونیتریل تشکیل میشود. مزایای آن عبارتند از مقاومت در برابر روغن معدنی، روغن روانکننده و قیمت پایین، فرآیند تولید بالغ و رایج بودن آن، بنابراین معمولاً برای واشرهای عمومی روغنی، حلقههای O شکل، درزبندیها و واشرهای هیدرولیکی استفاده میشود.
HNBR اصلاحشدهی هیدروژناسیونشدهی NBR است. پس از هیدروژناسیون، تعداد پیوندهای دوگانه در زنجیرهی مولکولی کاهش یافته و زنجیرهی اصلی پایدارتر میشود؛ در نتیجه مقاومت آن در برابر پیرشدگی حرارتی-هوایی، اوزون، اشعهی فرابنفش (UV) و بخشی از محیطهای شیمیایی بهبود مییابد. توصیف GMORS از HNBR نیز بههمینصورت اشاره میکند که HNBR ترکیبی مصنوعی است که از طریق هیدروژناسیون انتخابی پیوندهای دوگانه در بخش بوتادین NBR بهدست میآید؛ بنابراین در مقایسه با نیتریل/NBR، خواص بهتری در زمینهی مقاومت حرارتی، اوزونی، شیمیایی و مکانیکی دارد.
این دقیقاً دلیل اصلی است که HNBR نسبت به NBR برای سیستمهای خودرو و تهویهی مطبوع مناسبتر است:
محفظه موتور خودرو، گیربکس، کمپرسور سیستم تهویه مطبوع، پمپ هیدرولیک دمای این محیطها معمولاً ثابت و پایین نیست، بلکه تحت چرخههای طولانیمدت گرمایی قرار دارد. در محیطهای هوایی با دمای نسبتاً بالا، ا rubber نیتریل (NBR) بهراحتی دچار سختشدن، ترکخوردن، کاهش کشسانی و افزایش تغییر شکل دائمی تحت فشار میشود.
دادههای مواد خودروسازی ترِلبرگ نشان میدهد که دمای حداکثر کاری NBR معمولاً تا +۱۰۰°C محدود است و بهصورت موقت میتواند تا +۱۲۰°C کار کند؛ در حالی که HNBR در تماس با روغنهای معدنی و گریس میتواند در محدوده دمایی تقریبی ۳۰- تا +۱۴۰°C عمل کند و بهصورت موقت تا +۱۶۰°C تحمل داشته باشد، و برخی از مدلهای ویژه آن تا ۴۰-°C نیز قابل استفاده هستند. شرکت ARLANXEO نیز اشاره میکند که محصولات HNBR آن برای کاربردهایی مناسب هستند که مقاومت بالاتری در برابر گرما و مواد مایع نیاز دارند، و محدوده دقیق دمایی مورد استفاده بستگی به درجه و فرمول خاص هر محصول دارد.
برای مشتریان، در نظر گرفته شده: با شرایط آببندی برابر با روغن، NBR برای دماهای معمولی مناسب است؛ در حالی که HNBR برای روغنهای داغ، گازهای با دمای بالا، کمپرسورها، اجزای اطراف موتور، گیربکس و شرایط پیرشدگی حرارتی بلندمدت مناسبتر است.
لولههای سیستم تهویه مطبوع خودرو، آببندیهای محفظه موتور، اتصالدهندههای تجهیزات تبرید و آببندیهای خارجی سیستم هیدرولیک اغلب تحت تأثیر اوزون، اکسیژن، فرابنفش (UV) و چرخههای تغییر دما قرار میگیرند. NBR به دلیل ساختار ناساتورهتر نسبی در زنجیره اصلی خود، خطر بیشتری در برابر اوزون دارد و ممکن است با استفاده طولانیمدت، ترکهای سطحی ایجاد کند.
HNBR با هیدروژناسیون درجه ناساتوره، مقاومت در برابر پیرشدگی ناشی از چرخههای حرارتی را بهطور قابلتوجهی بهبود میبخشد. ترلهبورگ توضیح میدهد که هیدروژناسیون انتخابی HNBR بهطور قابلتوجهی مقاومت آن در برابر دما و اوزون را افزایش میدهد؛ همچنین ARLANXEO نیز اشاره میکند که درجات کاملاً اشباعشده HNBR دارای مقاومت عالی در برابر اوزون هستند.
این هم دلیلی است که بهطور رایج از HNBR در واشرهای O شکل سیستم تهویه مطبوع خودرو، آببندیهای روغن خودرو، آببندیهای سیستم گیربکس، تجهیزات خنککننده بیرونی و لولههای هیدرولیک استفاده میشود: این سناریوها نهتنها مقاومت در برابر روغن را مورد آزمون قرار میدهند، بلکه عمر آببندی در معرض طولانیمدت عوامل محیطی بیرونی را نیز ارزیابی میکنند.
واشرهای O شکل در بسیاری از کاربردها صرفاً آببندیهای ایستا نیستند. برای مثال، قطعات آببندی اتصالدهنده کمپرسور سیستم تهویه مطبوع خودرو، سر سیلندر، شیر هیدرولیک، پمپ روغن و مکانیزم عملکننده گیربکس تحت تأثیر نوسان فشار، ارتعاش و سایش پویا قرار میگیرند.
ترلبرگ اشاره میکند که HNBR از NBR عمومی از نظر استحکام، مقاومت در برابر سایش و عملکرد دینامیکی برتر است و کاربردهای آن را در آببندی فعالساز انتقال و کاربردهای تهویه مطبوع فهرست میکند. جنس HNBR شرکت زئون نیز به مقاومت حرارتی، روغنی، سایشی و اوزونی Zetpol HNBR اشاره میکند که میتواند کاربردهای تسمههای همزمان با عمر بالا تحت بار سنگین، تسمههای V شکل و لولههای صنعتی را پشتیبانی کند و برای قطعات آببندی خودرو، حلقههای O شکل، لولههای هیدرولیک و پوششهای گرد و غبار فندر مناسب است.
برای مشتریان هیدرولیک، این نکته بسیار حیاتی است: HNBR تنها «مقاوم در برابر روغن» نیست — بلکه این است که حتی در شرایطی که روغن، فشار، اصطکاک، دما و بار دینامیکی همزمان وجود داشته باشند، همچنان میتواند پایداری آببندی بهتری را حفظ کند.

خود NBR از جمله انواع معمولی لاستیکهای مقاوم در برابر روغن است؛ بنابراین بسیاری از مشتریان سؤال میکنند: از آنجا که NBR نیز مقاوم در برابر روغن است، چرا همچنان باید از HNBR استفاده کرد؟
پاسخ: در دمای اتاق یا در شرایط مهر و موم کردن با روغن در دمای متوسط، ابریل نیتریل بوتادین (NBR) ممکن است کافی باشد؛ اما در شرایطی که مقاومت در برابر روغن در دمای بالا، مقاومت در برابر پیری طولانیمدت، مقاومت پویا در برابر سایش و عمر طولانیتر مورد نیاز باشد، ابریل نیتریل هیدروژنهشده (HNBR) قابل اعتمادتر است.
میزان آکریلونیتریل موجود در HNBR نیز بر عملکرد آن در برابر روغن و در دمای پایین تأثیر میگذارد. شرکت ترلهبورگ توضیح میدهد که محتوای آکریلونیتریل (ACN) در HNBR میتواند از حدود ۱۸٪ تا ۵۰٪ متغیر باشد؛ میزان بالاتر ACN مقاومت در برابر روغن را بهبود میبخشد، اما انعطافپذیری در دمای پایین بهطور متناظر کاهش مییابد؛ شرکت ARLANXEO نیز اشاره میکند که افزایش محتوای ACN، مقاومت HNBR را در برابر روغن، چربی، سوخت و سایر محیطهای غیرقطبی افزایش میدهد، اما انعطافپذیری در دمای پایین بهطور متناظر کاهش مییابد.
بنابراین، در تبلیغات بازار میتوان اینگونه بیان کرد:
سیستمهای تهویه مطبوع و سرمایش خودرو نیازمندیهای بسیار پیچیدهای برای حلقههای O دارند: این حلقهها باید با عامل سرمایشی تماس داشته باشند، همچنین با روغن سرمایشی/روغن روانکار تماس داشته باشند و در عین حال فشار، چرخههای دمایی و تنشهای ناشی از لرزش و ضربه را تحمل کنند. در برخی شرایط عملیاتی سیستم تهویه مطبوع، ابَرپلیمر نیتریل استاندارد (NBR) ممکن است دچار پیری حرارتی، انبساط/انقباض یا واکنش کشسانی نامناسب شود که منجر به خطر نشت میگردد.
HNBR به دلیل داشتن مقاومت در برابر حرارت، روغن و اوزون و همچنین خواص مکانیکی بهتر، به مادهای رایج برای حلقههای O سیستم تهویه مطبوع خودرو تبدیل شده است. حلقههای O سیستم تهویه مطبوع خودروی FJC O-ring در یادداشتهای مادی خود HNBR را یعنی نیتریل هیدروژندار ذکر کرده است که کاربرد مناسبی در سیستمهای تهویه مطبوع دارد؛ این ماده را سازگان با عوامل سرمایشی R-12، R-134a، R-1234yf و سایر عوامل سرمایشی فهرست کرده است؛ در عین حال محدوده دمایی آن تقریباً از ۳۰- درجه فارنهایت تا ۱۵۰+ درجه سانتیگراد را پوشش میدهد. GMORS نیز اشاره میکند که HNBR معمولاً برای نسل جدید عوامل سرمایشی سازگان با محیط زیست استفاده میشود.
اما در انتخاب واقعی همچنان باید بر این نکته تأکید شود:
در سیستمهای سوخت خودرو، مدارهای روغن موتور، مدارهای روغن گیربکس و سیستمهای هیدرولیک فرمان، اجزای آببندی با سوخت، روغن روانکننده، مایع فرمان اتوماتیک (ATF)، دیزل یا سایر سیالات کاربردی تماس پیدا میکنند و همچنین باید در برابر دماهای نسبتاً بالا و لرزش مقاومت کنند. HNBR با تنظیم فرمولبندی خود میتواند همزمان دارای مقاومت بهتر در برابر روغن، مقاومت حرارتی و خواص مکانیکی مناسب باشد.
در مورد مواد HNBR شرکت ARLANXEO ذکر شده است که HNBR برای استفاده در مایع فرمان هیدرولیکی، روغن گیربکس اتوماتیک، روغن موتور، دیزل و مایعات سردکننده و سایر محیطهای سیال سختگیرانه مناسب است و برای کاربردهای آببندی در خودروها و تجهیزات سنگین قابل استفاده است. شرکت Zeon نیز HNBR را برای قطعات آببندی خودرو، حلقههای O-شکل، واشرهای سینی روغن، آببندیهای پیچ تخلیه، آببندیهای پمپ آب و همچنین لولههای بیودیزل، لولههای صنعتی و لولههای هیدرولیک مناسب اعلام کرده است.
نکته قابل توجه:
شرایط کاری آببند روغن اغلب شامل چرخش محور، روغنکاری، اصطکاک و تولید حرارت است. نیتریلبوتادینروبر (NBR) برای آببندهای عمومی روغن قابل استفاده است، اما در شرایط دمای بالا، عمر طولانیتر یا سرعت چرخش بالاتر، مزیت مقاومت حرارتی هیدروژندارشدهنیتریلبوتادینروبر (HNBR) آشکارتر است.
توضیحات زئون دربارهٔ کاربرد HNBR در تسمههای سنکرون، تسمههای V شکل، پوششهای گرد و غبار فَندر و قطعات آببند خودرو نشان میدهد که مقاومت HNBR در برابر روغن، سایش، اوزون و عملکرد دینامیکی آن را برای قطعات خدماتی خودرو با استحکام بالاتر و عمر طولانیتر مناسبتر میسازد.
در مواجهه با مشتریان خودرویی، میتوان اینگونه بیان کرد:
سیستمهای هیدرولیک به سه عامل توجه دارند: مقاومت در برابر روغن، مقاومت در برابر ضربههای فشاری، و مقاومت در برابر سایش. NBR عمومی بهطور گسترده در سیستمهای هیدرولیک مبتنی بر روغن معدنی استفاده میشود، اما در محیطهای دمای بالا، فشار بالا، حرکت رفتوبرگشتی دینامیکی، عمر طولانیتر یا تجهیزات بیرونی، HNBR برای حلقههای O شکل، آببندهای یاتاقان، آببندهای پمپ و شیر و بخشی از آببندهای لولهها مناسبتر است.
زئون بهطور صریح اشاره میکند که HNBR برای شیلنگهای صنعتی و شیلنگهای هیدرولیکی مناسب است و مقاومت عالی در برابر حرارت و سیالات دارد، که عمر خدماتی را در دماهای بالا افزایش میدهد.
نکته اصلی گفتوگو با مشتریان هیدرولیکی میتواند این باشد:
مورد مقایسه |
Nbr روبر نایتریل |
HNBR ( rubber نیتریل هیدروژنه) |
نکته درک مشتری |
م nature مواد |
کوپلیمر بوتادین-آکریلونیتریل |
هیدروژنهشده و اشباعتر از NBR |
HNBR نسخه بهبودیافته عملکردی NBR است |
مقاوم در برابر روغن |
خوب، و پایدار در روغن دمای بالا |
|
اچانبیآر تنها «مقاومت بیشتر در برابر روغن» نیست، بلکه در محیط حرارتی پایدارتر است |
مقاومت در برابر گرما |
متوسط، حد بالای دمایی عمومیترین انبیآر پایینتر است |
بهطور قابل توجهی قویتر و برای محدوده دمایی بالاتر مناسب است |
برای محفظه موتور، کمپرسور، روغن داغ و گیربکس مناسب است |
مقاومت در برابر ازن |
نسبتاً ضعیف است |
بهطور قابل توجهی قویتر است |
برای قطعات خارجی خودرو و تجهیزات سرمایشی بیرونی مناسب است |
مقاومت در برابر سایش |
خوبه |
عملکرد بهتر و پویاتری دارد |
برای آببندی روغن، هیدرولیک، کمپرسور و شرایط کاری با ارتعاش مناسب است |
سازگاری با گاز مبرد |
نیازمند احتیاط است |
رایج برای واشرهای حلقهای (O-ring) سیستم تهویه مطبوع خودرو |
مناسب برای سیستمهای R134a، R1234yf و سایر سیستمها، اما باید نوع روغن مورد استفاده تأیید شود |
هزینه |
پایین تر |
بالاتر از NBR |
برای کاربردهای میانی تا پردرجه و با عمر طولانی |
کاربرد معمول |
واشر عمومی، مقاوم در برابر روغنهای خودرویی با دمای پایین تا متوسط و واشری با کیفیت روغن |
HNBR در کاربردهای میانی تا پردرجه و با عمر طولانی بهکار میرود، جایی که NBR از نظر قابلیت اطمینان کافی نیست |
|
واشرهای حلقهای (O-ring) HNBR موادی با عملکرد بالاتر هستند که بر پایه NBR عمومی توسعه یافتهاند؛ این مواد ضمن حفظ مقاومت خوب در برابر روغن، مقاومت حرارتی، اوزونی، سایشی و قابلیت اطمینان در بستهبندی بلندمدت را بهطور قابل توجهی بهبود بخشیدهاند و بهویژه برای سیستمهای تهویه مطبوع خودرو، سیستمهای سرمایشی، سیستمهای سوخت، واشرهای روغنی و سیستمهای هیدرولیک مناسب هستند.
در محفظه موتور خودرو، سیستم های AC، سیستم های سوخت و مدارهای روغن انتقال، اجزای مهر و موم برای مدت طولانی در معرض محیط های با دمای بالا، روغن، اوزون و ارتعاش قرار دارند. HNBR در مقایسه با NBR عمومی دارای ثبات ترمیکی بهتر، مقاومت اوزون و قدرت مکانیکی است و می تواند خطر سخت شدن، ترکیدن، فرسایش و نشت حلقه O را کاهش دهد. مناسب برای حلقه های O AC خودرو، مهر و موم کمپرسور، مهر و موم مرتبط با سوخت، مهر و موم روغن، مهر و موم محرک گیرنده و مهر و موم مرتبط با کنترل قدرت.
حلقه های O در سیستم های خنک کننده باید همزمان با چالش های خنک کننده، روغن خنک کننده، چرخه فشار و تغییرات دمایی روبرو شوند. HNBR دارای مقاومت خوب در برابر روغن و لباس است و به طور گسترده ای در AC خودرو و بخشی از برنامه های مهر و موم کانکتور HVAC / R استفاده می شود. برای R134a، R1234yf، R744، PAG، POE oil و سایر سیستم ها، باید یک فرمول HNBR مربوطه را برای هر محیط و دمای واقعی انتخاب کنید تا مدت زمان مهر و موم پایدارتر به دست آید.
شکستهای سیستمهای هیدرولیک اغلب ناشی از روغن با دمای بالا، نوسان فشار، سایش ناشی از اصطکاک و تغییر شکل دائمی ناشی از فشردگی طولانیمدت است. HNBR در مقایسه با NBR برای کاربردهای آببندی تحت بار سنگین مناسبتر است و بهویژه در آببندیهای کمکی پمپها/شیرها، اتصالات، سیلندرهای روغنی، لولههای هیدرولیک و کاربردهای آببندی میانی تا بالارده در تجهیزات ماشینآلات صنعتی بهکار میرود.
کلمات کلیدی اصلی: HNBR، حلقه O از جنس HNBR، لاستیک نیتریل هیدروژندار، حلقه O مقاوم در برابر حرارت، حلقه O مقاوم در برابر روغن، حلقه O مقاوم در برابر اوزون، حلقه O مقاوم در برابر سایش، حلقه O سیستم تهویه مطبوع خودرو، آببندی عامل خنککننده، آببندی هیدرولیک، آببندی سیستم سوخت و آببندی روغن خودرو.
چرا حلقههای O از جنس HNBR برای سیستمهای تهویه مطبوع خودرو، عوامل خنککننده و هیدرولیک مناسب هستند؟
در مقایسه با نیتریل بوتادین عمومی (NBR)، ابُرِ هیدروژندار شده نیتریل بوتادین (HNBR) عملکرد متعادلتری در مقاومت در برابر گرما، روغن، اوزون و سایش دارد و بهطور رایج بهعنوان ماده آببندی میانی تا بالارده در صنایع خودرو و سرمایش استفاده میشود.
مزیت HNBR بسیار آشکار است، اما در زمان انتخاب باید شرایط زیر را تأیید کنید:
اول، محیط مورد استفاده را تأیید کنید: روغن معدنی، سوخت، دیزل، روغن سرمایشی، PAG، POE، عامل سرمایشی، روغن هیدرولیک یا سایر محیطهای شیمیایی.
دوم، دمای کار را تأیید کنید: دمای بلندمدت و دمای اوج کوتاهمدت نباید تنها بر اساس محدوده نظری بررسی شوند.
سوم، فشار و شرایط پویا را تأیید کنید: در شرایط کاری با فشار بالا، حرکت رفتوبرگشتی، چرخشی یا لرزشی، باید سختی، مقاومت در برابر سایش و طراحی مقاوم در برابر خزش را در نظر گرفت.
چهارم، نیاز به دمای پایین را تأیید کنید: hNBR با محتوای بالای ACN مقاومت بیشتری در برابر روغن دارد، اما انعطافپذیری در دمای پایین ممکن است کاهش یابد.
پنجم، تأیید اینکه آیا جایگزینی FKM ضروری است یا خیر: هزینه HNBR معمولاً کمتر از FKM است، اما در شرایط خوردگی شدید، سوختهای آروماتیک یا دمای بسیار بالا، FKM ممکن است همچنان مناسبتر باشد.
NBR برای آببندهای استاندارد روغنی و کمهزینه مناسب است؛ در مقابل، HNBR برای صنایع خودروسازی، تهویه مطبوع، تبرید و هیدرولیک که نیازمند آببندهایی با مقاومت بالاتر در برابر دما، طول عمر بیشتر و تحمل بهتر در برابر اوزون و بارهای مکانیکی هستند، مناسب است.