Kauczuk nitrylowy uwodorniony teraz równie odporny jak elastomery fluorowe
Leverkusen – LANXESS AG, koncern produkujący wyroby z dziedziny chemii specjalistycznej, stworzył teraz kauczuki HNBR, które wykazują szczególnie wysoką zawartość akrylonitrylu (ACN). Tym samym nadają się o­ne do stosowania w samochodach napędzanych biopaliwami. 100 lat po wynalezieniu pierwszej metody produkcji kauczuku syntetycznego, nowe generacje kauczuków efektywnie przyczyniają się do dalszego rozwoju i sukcesu technologii alternatywnych.

Wielu kierowców samochodów widzi w biodieslu i bioetanolu możliwość wyjścia z kryzysu klimatycznego. „Paliwo z pola“ stawia jednak tworzywa wykorzystywane aktualnie w produkcji samochodów przed poważnymi wyzwaniami. Nowe kauczuki syntetyczne Therban AT 5065 VP, Therban AT 5005 VP oraz Therban 5008 VP, ze względu na dochodzącą do 50,5 procent zawartość akrylonitrylu (Górna Granica Specyfikacji), są bardziej odporne na pęcznienie w „zielonym paliwie”. Jeżeli chodzi o wrażliwe elementy gumowe, LANXESS - koncern będący pionierem w dziedzinie kauczuku syntetycznego – tworząc te produkty, osiągnął znaczny postęp.

Typy Therban AT 5005 VP oraz Therban 5008 VP wyróżniają się dodatkowo – z powodu niezwykle niskiej zawartości resztkowych wiązań podwójnych (< 0,9 procent) – znacznie zwiększoną odpornością na starzenie w porównaniu z innymi typami HNBR. Dzięki temu nowe, stworzone przez LANXESS kauczuki nitrylowe uwodornione wykazują podobną odporność, co kauczuki fluorowe, ale w porównaniu z nimi wyróżnia je jednocześnie wyższa obciążalność dynamiczna – również po umieszczeniu ich w estrach metylowych olejów roślinnych oraz w bioetanolu.
„Coraz więcej ludzi chce zrobić coś dobrego dla środowiska naturalnego sięgając po paliwa alternatywne” powierdział dr Matthias Soddemann, dyrektor Center of Excellence Therban w koncernie LANXESS w Leverkusen. „Samochód może się jednak uszkodzić, jeżeli nie jest przystosowany do biopaliwa.“ Powód: między innymi uszczelki i węże z gumy. Są o­ne zbudowane z najwyższej jakości elastomerów, które przez dziesięciolecia były udoskonalane pod względem kontaktu z normalną benzyną lub olejem napędowym. „Gdy przepłynie przez nie biodiesel lub alkohol, mogą spęcznieć, stając się ponadto nieszczelnymi i mniej podatnymi na obciążenia.”


Typy Ultra High ACN Therban – klucz do sukcesu

Ewentualnych alternatyw jest jak na lekarstwo. Kauczuki fluorowe na przykład nie nadają się z reguły do produktów narażonych na obciążenia dynamiczne oraz mają dużą gęstość – zwiększają więc ciężar pojazdu. Dużym wyzwaniem pod względem technicznym było przystosowanie do nowych potrzeb innych, cechujących się najwyższą jakością kauczuków, do których należą również bardzo odporne kauczuki nitrylowe uwodornione (elastomery HNBR). „To właśnie z tym sobie teraz poradziliśmy“ stwierdził Soddemann. Kluczem do sukcesu są tak zwane typy Ultra High ACN Therban, które niedawno zostały przedstawione przez przedsiębiorstwo: chemikom z koncernu LANXESS udało się znacznie zwiększyć udział akrylonitrylu w polimerze HNBR z dotychczasowych maksymalnie 43 do około 50 procent obecnie. „Zwiększa to polarność tworzywa, dzięki czemu znacznie lepiej wytrzymuje o­no kontakt z paliwami alternatywnymi jak olej napędowy wzbogacony estrem metylowym z rzepaku lub superetanol – mieszanka benzyny i alkoholu” powiedział dr Soddemann.

Koncern LANXESS udowodnił powyższe w drodze kompleksowych serii doświadczeń. Tak oto wartości pęcznienia nowych typów Therban w tych mediach uległy znaczącej redukcji – prawie o jedną trzecią. „Dzięki temu nowe typy Ultra High ACN Therban mieszczą się w zakresie, w którym do tej pory sprawdzały się elastomery fluorowe, wytrzymują jednak większe obciążenia dynamiczne.“ Przepuszczalność dla czystego alkoholu uległa zmniejszeniu nawet o połowę. Mieszanki biodiesla – podczas przeprowadzania testu – nie były w stanie przeniknąć próbek zbudowanych z tych elastomerów. Po ponad 2000 godzin przebywania w oleju napędowym o temperaturze 140 °C, wzbogaconym estrem metylowym z rzepaku (olej napędowy RME B20), próbki Therban charakteryzowały się lepszym wydłużaniem uzyskiwanym w próbie rozciągania oraz lepszą wytrzymałością na rozrywanie niż te z kauczuków fluorowych. „Ponadto nasze całkowicie uwodornione typy Therban AT 5005 VP i 5008 VP wyróżniają się zwiększoną odpornością na starzenie, której nie można uzyskać przy pomocy innych elastomerów” powiedział Soddemann.

Dzięki innowacyjnej chemii AT nowe typy Ultra High ACN Therban wykazują nawet lepszą płynność niż „konwencjonalne” elastomery HNBR, co sprawia, że są łatwiejsze w obróbce. Właściwości materiałowe są doskonałe również po przeprowadzeniu starzenia gorącym powietrzem, temperatura szkła jest porównywalna z temperaturą kauczuków fluorowych. Mimo to zaleta, jaką jest gęstość, w stosunku do tych elastomerów pozostaje zachowana. „Dlatego Ultra High ACN-Therban stanowi znakomite uzupełnienie w ‚skrzynce z narzędziami‘ techników z branży gumowej, którzy muszą poświęcić uwagę nowym wymaganiom, jakie niesie ze sobą ‚biopaliwo‘, jak również wielu biodegradowalnym olejom, znajdującym zastosowanie w urządzeniach wiertniczych” podsumował Matthias Soddemann.

Stuletnie doświadczenie i nowoczesna, najbardziej zaawansowana technologia

LANXESS posiada stuletnie doświadczenie w rozwoju i produkcji kauczuków syntetycznych oraz chemikaliów do ich przetwórstwa. W 1909 roku chemikowi Fritzowi Hofmannowi udało się opracować pierwszą metodę produkcji sztucznego kauczuku. Od tej pory syntetyczne tworzywo kauczukowe, oprócz technologii oponiarskiej, sprawdziło się jako element wykorzystywany do wielu zastosowań technicznych – nawet tych narażonych na duże obciążenia. Jako spadkobierca wynalazcy syntezy kauczuku koncern LANXESS kładzie również dziś nacisk na innowacyjność i nieustanny rozwój swoich produktów. Dzięki najbardziej zaawansowanej technologii koncern LANXESS znacząco przyczynia się do trwałej poprawy bezpieczeństwa w ruchu drogowym i ochrony klimatu.