هیدروژناسیون محلولی فرایند صنعتی غالب برای تولید HNBR (Hydrogenated Nitrile Butadiene Rubber) است، زیرا بازدهی بالا، مقیاسپذیری مناسب و امکان دستیابی به درجات بالای هیدروژناسیون (>90%) را فراهم میکند.
هیدروژناسیون محلولی برای HNBR
گزینشپذیری و کنترل بالا: این فرایند، پیوندهای دوگانه C=C در بخشهای بوتادین را بهصورت انتخابی هیدروژنه کرده و در عین حال گروههای نیتریل (–CN) را حفظ میکند، که موجب تداوم مقاومت در برابر روغن/مواد شیمیایی میشود. امکان کنترل دقیق بر درجهٔ هیدروژناسیون را فراهم میکند (مثلاً HNBR با هیدروژناسیون جزئی در برابر HNBR کاملاً اشباع).
سامانههای کاتالیستی
کاتالیستهای همگن: کمپلکسهای رودیم (Rh) (برای مثال RhCl(PPh₃)₃) — رایجترین بهدلیل فعالیت و گزینشپذیری بالا. کمپلکسهای پالادیم (Pd) و روتنیوم (Ru) — گزینههای جایگزین، اما کمبازدهتر از رودیم.
کاتالیستهای ناهمگن: Pd یا Pt پشتیبانیشده روی آلومینا/کربن — در برخی فرایندها استفاده میشوند اما گزینشپذیری کمتری دارند.
حلسازی: NBR در یک حلال (برای مثال متیلاتیلکتون، تولوئن یا کلروبنزن) حل میشود.
هیدروژناسیون: محلول در حضور کاتالیست و تحت فشار H₂ (5–15 MPa) در دمای 50–150°C گرم میشود.
بازیابی: کاتالیست حذف میشود (برای مثال با فیلتراسیون یا جذب).
HNBR رسوب داده شده، شسته و خشک میگردد.
حلال بازیافت میشود.
فرایند با تولید NBR پلیمریزهشده در امولسیون آغاز میشود. سپس این پلیمر در یک حلال مناسب حل میگردد. پس از تکمیل مرحلهٔ حلسازی، افزودن گاز هیدروژن همراه با یک کاتالیست فلزات گرانبها در دما و فشار تعیینشده، هیدروژناسیون انتخابی را برای تولید HNBR رقم میزند. گروههای نیتریل در طول فرایند دستنخورده باقی میمانند، اما پیوندهای دوگانهٔ کربن–کربن در لاستیک نیتریل به پیوندهای یگانهٔ پایدارتر تبدیل میشوند.
با کنترل دقیق نسبت پیوندهای دوگانهٔ تبدیلنشده در ماده میتوان گریدهای مختلفی تولید کرد — 10% بهعنوان حد بالایی در نظر گرفته میشود، اما گریدهای حاوی 4–8% (هیدروژنهٔ جزئی) یا گریدهای تقریباً بدون پیوند دوگانه (کاملاً هیدروژنه) در اغلب موارد بهکار میروند.
استحکام مکانیکی بالا (تا 30 MPa) در دمای محیط.
مقاومت عالی در برابر روانکارهای دارای افزودنیهای بسیار تهاجمی در روغنهای موتور، ATF، سیال فرمان هیدرولیک و خنککنندهها.
مقاومت بسیار خوب در برابر هوای داغ و بخار.
انعطافپذیری بسیار خوب در دماهای پایین.
خواص مکانیکی خوب حتی در دماهای بالا.
مقاومت عالی در برابر بسیاری از سوختهای مدرن از جمله بیودیزل.
نفوذپذیری کم در برابر مواد فرّار و گازها.
مقاومت عالی در برابر روانکارهای دارای افزودنیهای بسیار تهاجمی در روغنهای موتور، ATF، سیال فرمان هیدرولیک و خنککنندهها.
مقاومت خوب در برابر نفت خام حتی در حضور سولفید هیدروژن، آمینها، بازدارندههای خوردگی قلیایی و محیطهای اکسیدکننده.
مقاومت خوب در برابر ازن.
مقاومت بسیار خوب در برابر سایش (سایش DIN: 30–50 mm³).
