NBR là tên viết tắt của Nitrile Butadiene Rubber, là một loại cao su tổng hợp được sản xuất từ butadiene và acrylonitrile.

• Butadiene là một hợp chất hóa học thuộc nhóm hydrocacbon không no, với công thức hóa học là C₄H₄, là một loại khí không màu, dễ cháy, và có mùi nhẹ.
• Acrylonitrile là hợp chất hóa học có công thức C₃H₃N, là chất lỏng không màu, có mùi mạnh và dễ cháy. Thường được sản xuất từ khí tự nhiên hoặc dầu mỏ.

2. Ưu điểm của cao su NBR

Cao su NBR mang nhiều ưu điểm khác nhau và dưới đây là các ưu điểm nổi bật

• Khả năng chống dầu và nhiên liệu tuyệt vời: Cao su NBR có khả năng chịu được dầu khoáng, dầu động cơ, dầu thủy lực và nhiên liệu. Điều này làm cho nó trở thành lựa chọn hàng đầu trong ngành công nghiệp dầu khí, ô tô và hàng không.
• Kháng hóa chất: Có khả năng chịu được một số hóa chất như axit loãng, kiềm và dung môi.
• Tính linh hoạt và bền bỉ: Cao su NBR có độ đàn hồi cao và giữ được tính linh hoạt ở nhiệt độ thấp.
• Kháng mài mòn và chống xé rách tốt: NBR rất bền với ma sát và có khả năng chịu được áp lực cơ học cao.
• Dải nhiệt độ hoạt động: Hoạt động ổn định trong khoảng nhiệt độ từ -40°C ~ 120°C, phù hợp cho nhiều môi trường làm việc khác nhau.
• Giá thành thấp hơn các loại cao su tổng hợp khác

3. Lịch sử phát triển của cao su NBR

Cao su NBR có một lịch sử phát triển gắn liền với các tiến bộ khoa học trong lĩnh vực hóa học polymer và nhu cầu công nghiệp trong thế kỷ 20. Dưới đây là những điểm nhấn chính trong lịch sử phát triển của vật liệu này:

3.1 Giai đoạn phát minh và phát triển ban đầu (1930s)

Cao su nitrile lần đầu tiên được phát triển bởi các nhà khoa học tại công ty IG Farben, một tập đoàn hóa chất lớn của Đức. Đây là thời kỳ các nhà khoa học đang nỗ lực phát triển cao su tổng hợp để thay thế cao su tự nhiên, vốn đắt đỏ và dễ bị ảnh hưởng bởi sự biến động cung ứng.

NBR ban đầu được gọi là Buna-N, trong đó:

• Bu: Butadiene.
• Na: Natri (dùng làm chất xúc tác trong quá trình polymer hóa).
• N: Acrylonitrile.

3.2 Trong Thế chiến II (1940s)

Trong Chiến tranh Thế giới thứ hai, nhu cầu cao su tăng cao để sản xuất lốp xe, ống dẫn nhiên liệu và các sản phẩm quân sự. Cao su tự nhiên trở nên khan hiếm do các tuyến đường cung ứng bị gián đoạn, đặc biệt ở khu vực Đông Nam Á, Hoa Kỳ và các nước đồng minh đã đẩy mạnh sản xuất cao su tổng hợp, bao gồm NBR, để đáp ứng nhu cầu chiến tranh.

Chính khả năng chống dầu và nhiên liệu của cao su NBR khiến nó trở thành vật liệu quan trọng cho các ứng dụng trong ngành hàng không và quân sự.

3.3 Sau chiến tranh và thương mại hóa (1950s-1960s)

Sau chiến tranh, cao su NBR được thương mại hóa rộng rãi trong các ngành công nghiệp dân dụng.

• 1950s: Cao su NBR bắt đầu được sử dụng trong ngành ô tô để làm gioăng, ống dẫn và các linh kiện chịu dầu.
• 1960s: Phát triển các phiên bản NBR cải tiến với khả năng chống hóa chất tốt hơn, phù hợp với nhiều ứng dụng mới.

3.4 Giai đoạn cải tiến công nghệ (1970s-1990s)

Trong giai đoạn này các công nghệ polymer hóa mới được áp dụng để cải thiện tính chất của NBR, như khả năng chịu nhiệt tốt hơn và độ bền cơ học cao hơn. Nổi bật hơn cả chính là sản phẩm găng tay nitrile

• Những năm 1980-1990, cao su NBR bắt đầu được sử dụng để sản xuất găng tay nitrile thay thế cho găng tay cao su tự nhiên.
• Găng tay nitrile trở nên phổ biến vì không gây dị ứng và có khả năng chống hóa chất vượt trội.

3.5 Giai đoạn hiện đại và ứng dụng đa dạng (2000s – nay)

Cao su NBR tiếp tục được cải tiến để đáp ứng các yêu cầu khắt khe trong nhiều lĩnh vực như dưới đây, cùng với việc nghiên cứu và phát triển các loại NBR cải tiến có thể tái chế và giảm thiểu tác động môi trường.

• Ngành dầu khí: Sản xuất gioăng chịu dầu, vòng đệm và vật liệu làm kín.
• Ngành y tế: Găng tay nitrile trở thành lựa chọn hàng đầu trong chăm sóc sức khỏe, đặc biệt trong đại dịch COVID-19.
• Ngành năng lượng tái tạo: Cao su NBR được sử dụng trong các hệ thống lưu trữ năng lượng và thiết bị chịu hóa chất.

4. So sánh cao su NBR với các loại cao su khác

Mỗi loại cao su có những ưu điểm khác nhau để phù hợp hơn với các loại cao su khác trong các ứng dụng và phát triển đặc tính của nó

Loại cao su	Ưu điểm nổi bật	Hạn chế
NBR	Chống dầu, hóa chất, nhiên liệu	Không chịu được UV, ozon
EPDM	Chống thời tiết, UV, ozon	Không chịu được dầu
Silicone	Chịu nhiệt cao, đàn hồi tốt	Giá thành cao, không chịu dầu
Neoprene (CR)	Chống cháy, chịu thời tiết	Không chịu hóa chất mạnh

5. Ứng dụng phổ biến của NBR là gì

Ngoài những ứng dụng đã chia sẻ ở trên thì dưới đây là các ứng dụng phổ biến của cao su NBR trong đời thường

Vòng đệm và gioăng cao su: Gioăng và vòng đệm làm từ cao su NBR được sử dụng trong các hệ thống đường ống, thiết bị gia dụng và động cơ. Ví dụ điển hình: Vòng đệm trong vòi nước, máy giặt, máy bơm nước, hoặc gioăng trong các thiết bị nhà bếp như bếp gas, nồi áp suất.

Ống dẫn chịu dầu: Ống dẫn làm từ NBR được sử dụng để dẫn dầu, nhiên liệu, và các chất lỏng khác. Ví dụ: Ống dẫn dầu trong máy cắt cỏ, xe máy, hoặc các thiết bị động cơ nhỏ hoặc làm ống dẫn khí trong bếp gas hoặc hệ thống đốt.

Đệm chống sốc: NBR được sử dụng làm vật liệu giảm chấn và chống rung trong các thiết bị gia dụng và công nghiệp. Ví dụ: Miếng đệm dưới chân máy giặt, tủ lạnh để giảm tiếng ồn và chống rung, làm đế giày (giày thể thao, dép xốp, hay các loại giày chống trượt,…)

Phụ kiện thể thao và dụng cụ tập luyện: Thảm yoga, dây kháng lực, hoặc tay cầm bọc cao su trên thiết bị tập luyện,… là những dụng cụ điển hình chế tạo từ vật liệu NBR bởi tính đàn hồi và độ bền bỉ của vật liệu NBR

Trong công nghiệp, cao su NBR là vật liệu được sử dụng trong các băng tải và dây đai để truyền động cơ học trong máy móc. Trong công nghiệp ô tô và nhiều lĩnh vực khác

6. Cao su NBR sử dụng trong van công nghiệp