تفاوت پلی یورتان و NBR (لاستیک نیتریل)
مواد پلیمر یکی از مهم‌ترین بخش‌های فناوری‌های نوین صنعتی به شمار می‌آیند. استفاده گسترده از انواع لاستیک و پلیمرها در صنایع مختلف مانند خودروسازی، هوافضا، نساجی، صنایع غذایی و پزشکی باعث شده است که شناخت دقیق ویژگی‌های هر ماده، برای مهندسان و طراحان بسیار حیاتی باشد. در این میان، پلی یورتان و NBR (لاستیک نیتریل) دو نوع ماده کاملاً پراستفاده و محبوب هستند که در بسیاری از موارد، نقش‌های مشابه ولی با تفاوت‌های اساسی ایفا می‌کنند.
در این مقاله به بررسی تفاوت‌ها و شباهت‌ها، نقاط قوت و ضعف، مقاومت‌های شیمیایی، خواص فیزیکی و کاربردهای پلی یورتان و NBR می‌پردازیم تا بهترین انتخاب را در پروژه‌های مختلف داشته باشید.
معرفی کلی پلی یورتان و NBR
پلی یورتان (Polyurethane)
پلی یورتان‌ها خانواده‌ای از پلیمرهای سنتزی هستند که از واکنش پلی‌ال‌ها با ایزوسیانات‌ها تولید می‌شوند. این ترکیبات به خاطر پیوندهای کاربامات (اوریتان) خاص خود بسیار مقاوم هستند و خواص مکانیکی، حرارتی و شیمیایی ویژه‌ای دارند. پلی یورتان‌ها را می‌توان به شکل‌های مختلف از فوم نرم گرفته تا الاستومرهای سخت فرمول‌بندی کرد که انعطاف‌پذیری بیشتری ایجاد می‌کند.
NBR (لاتکس نیتریل یا لاستیک نیتریل)
NBR یا نیتریل بوتادین رابر یک نوع لاستیک مصنوعی است که از کوپلیمرهای آکریلونیتریل و بوتادین تشکیل شده است. این ماده به دلیل مقاومت بالا در برابر روغن‌ها، سوخت‌ها و بسیاری از مواد شیمیایی مورد علاقه صنایع خودرو، مخازن ذخیره‌سازی، تجهیزات هیدرولیک و غیره است. قیمت مناسب و سهولت تولید نیز از دلایل محبوبیت NBR به حساب می‌آید.
مقاومت شیمیایی: مقایسه پلی یورتان و NBR
هر دو پلیمر پلی یورتان و NBR به طور کلی مقاومت نسبتاً خوبی در برابر بسیاری از مواد شیمیایی دارند، اما تفاوت‌هایی اساسی در این مقاومت وجود دارد که باید به دقت مد نظر قرار گیرد.
مقاومت مشترک
هر دو پلی یورتان و NBR مقاومت قابل قبولی در برابر هیدروکربن‌های آلیفاتیک، روغن‌های سیلیکونی، مایعات هیدرولیکی، سوخت‌های معمول، آب، روغن‌های معدنی و گریس‌ها از خود نشان می‌دهند. این ویژگی‌ها باعث شده این دو ماده در صنایع نفت، گاز، خودروسازی و ماشین‌آلات صنعتی کاربرد فراوان داشته باشند.
مقاومت NBR
الکل‌ها: ترموپلاست NBR مقاومت بسیار خوبی در برابر الکل‌ها ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای خانگی و صنعتی مناسب می‌کند.
قلیاهای رقیق و اسیدهای رقیق: NBR به خوبی در برابر اسیدها و قلیاهای رقیق شده مقاوم است.
حلال‌ها: برخی حلال‌ها به ویژه حلال‌های نفتی نمی‌توانند ساختار NBR را تخریب کنند.
روغن‌های نفتی و گیاهی: این مقاومت باعث استفاده از NBR در قطعاتی که با روغن‌های طبیعی و معدنی در تماس هستند می‌شود.
روان‌کننده‌های دی‌استر و سیالات اتیلن گلیکول: NBR در بسیاری از کاربردهای مکانیکی و خودرویی به دلیل توانایی کار با این سیالات جایگزین خوبی محسوب می‌شود.
مقاومت پلی یورتان
پارگی و سایش: پلی یورتان مقاومت بی‌نظیری در برابر پارگی، سایش و خراش داشته و در محیط‌های سخت و سایشی عملکرد بسیار خوبی دارد.
هیدروکربن‌های کلر شده: این ماده نسبت به هیدروکربن‌های کلر شده که برای بعضی قطعات صنعتی چالش‌برانگیز هستند، مقاومت بالایی دارد.
روغن‌های ترمز و گریس‌های سیلیکونی: پلی یورتان در برابر روغن‌های ترمز، گریس‌ها و به ویژه گریس‌های سیلیکونی فوق‌العاده مقاوم است.
هوازدگی و نور خورشید: یکی از مزایای مهم پلی یورتان مقاومت آن در برابر عوامل جوی، از جمله اشعه UV و ازون است که باعث دوام بالاتر آن در کاربردهای بیرونی و تماس مکرر با نور خورشید می‌شود.
اکسیژن: توانایی پلی یورتان در مقابل اکسیداسیون و اثرات مخرب اکسیژن بالاتر است.
ویژگی‌های مکانیکی و دوام
یکی از اصلی‌ترین تفاوت‌های بین پلی یورتان و NBR در ویژگی‌های مکانیکی و پایداری متریال است.
دوام پلی یورتان
پلی یورتان به دلیل ساختار مولکولی خاص و پیوندهای کاربامات می‌تواند کشش‌های مکرر و طولانی را تحمل کند. این موضوع باعث می‌شود که محصولاتی که از پلی یورتان ساخته می‌شوند، در محیط‌هایی که همیشه در معرض فشار و کشش قرار دارند، عمر طولانی‌تری داشته باشند. به بیان ساده‌تر، دوام و مقاومت خستگی مشهود پلی یورتان از NBR بسیار بیشتر است.
مقاومت NBR
NBR هم مقاومت قابل قبولی در برابر خستگی و فشار دارد اما در مقایسه با پلی یورتان در محیط‌هایی با کشش دائمی و فشار بالا معمولاً طول عمر کمتری خواهد داشت. این موضوع موجب شده پلی یورتان در تولید قطعات حیاتی ماشین‌آلات که دائماً در حال کار و فعالیت هستند مورد توجه قرار گیرد.
کاربردهای صنعتی پلی یورتان و NBR
با توجه به ویژگی‌های ذکر شده، کاربردهای هر دو ماده متفاوت اما مکمل یکدیگر است.
کاربردهای NBR
انواع واشرها و سیل‌ها: مقاومت مناسب NBR در برابر روغن‌ها آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای تولید واشرها و سیل‌های روغنی تبدیل کرده است.
قطعات خودرو: از جمله لاستیک‌های دسته موتور، واشر موتور و سیستم‌های هیدرولیک.
شیلنگ‌ها و اتصالات: بخصوص در مواردی که در معرض سوخت و روغن‌های گیاهی قرار دارند.
ابزار پزشکی: ساخت برخی دستکش‌ها و تجهیزات پزشکی به دلیل مقاومت شیمیایی و قیمت مناسب.
کاربردهای پلی یورتان
قطعات تحت فشار و کشش دائم: انواع تسمه، بوش، لرزه‌گیر که تحت نیروی کششی مکرر کار می‌کنند.
صنایع خودروسازی: قطعات ضد سایش، سیستم تعلیق و قطعات بدنه که نیازمند دوام بسیار بالا هستند.
صنعت پارچه و فوم: کاربرد به عنوان فوم‌های طبی، تشک‌ها و مبلمان.
صنایع ساخت و ساز: برای تولید پوشش‌ها و قطعاتی که در برابر شرایط جوی سخت مقاوم باشند.
هزینه و فرآیند تولید
یکی از نکات بسیار مهم در انتخاب مواد، بحث هزینه و سهولت تولید آن است.
قیمت NBR: به طور معمول قیمت این ماده کمتر از پلی یورتان است. دلیل اصلی این موضوع ساده‌تر بودن فرآیند تولید و مصرف کمتر مواد اولیه گران‌قیمت است.
فرآیند تولید پلی یورتان: تولید پلی یورتان فرآیندی پیچیده است که نیاز به مواد اولیه خاص و کنترل دقیق شرایط واکنش دارد. همین امر باعث افزایش قیمت و زمان ساخت می‌شود اما در عوض خواص مکانیکی و دوام بالاتری نصیب محصول نهایی می‌گردد.
جمع‌بندی: کدام بهتر است؟
انتخاب بین پلی یورتان و NBR وابسته به شرایط کاری، نوع کاربرد و نیازهای فنی پروژه است:
اگر مقاومت شیمیایی به انواع روغن‌ها، اسیدها و الکل‌ها مهم‌ترین عامل باشد و هزینه پایین‌تر مد نظر باشد، NBR گزینه مناسب‌تری است.
اگر محصول در شرایطی قرار بگیرد که لازم است در برابر سایش، کشش مکرر، فشار و شرایط جوی سخت مقاومت کند، با توجه به دوام بالاتر و خواص مکانیکی بهتر، پلی یورتان انتخاب بهتری خواهد بود.
همچنین، اگر عمر قطعه برای پروژه اهمیت حیاتی دارد و قرار است در ماشین آلات یا تجهیزات پر فشار استفاده شود، پلی یورتان به دلیل قابلیت تحمل کشش‌های مکرر و مقاومت سایشی بالا، برتری محسوسی دارد.
در نهایت، ترکیب دانش مواد، مهندسی و بودجه پروژه به انتخاب صحیح کمک می‌کند. امیدواریم این مقاله مسیر تصمیم‌گیری شما را روشن کرده باشد.