NBR putos (nitrilo gumos putos) ir silikoninės putos (silikoninės gumos putos), kaip dvi plačiai naudojamos gumos{0}}pagrindo putplasčio medžiagos, pasižymi iš esmės skirtingais šerdies putojimo principais ir medžiagų savybėmis dėl molekulinių struktūrų ir cheminių reakcijų mechanizmų skirtumų. Šie skirtumai tiesiogiai lemia kiekvienos medžiagos atrankos kriterijus pramonėje.
Žvelgiant iš pagrindinio putojimo mechanizmo, NBR putojimas priklauso nuo sinergetinio aukštoje -temperatūroje skilimo cheminio putojimo ir sieros vulkanizavimo kryžminio{1}}sujungimo. NBR molekulinį pagrindą sudaro anglies -anglies ryšiai (C–C), šoninėse grupėse yra akrilnitrilo (-CN) ir butadieno dvigubų jungčių (C=C). Jo putojimo procesas patenka į heterogeninio branduolio terminio skilimo putojimo kategoriją. Pramoninėje gamyboje azodikarbonamidas (AC), natrio bikarbonatas arba N,N'-dinitrozopiramidtetraminas (DPT) dažniausiai naudojami kaip pūtimo medžiagos. Kai temperatūra pakyla iki 150–180 laipsnių, šios pučiamosios medžiagos termiškai skaidosi, išskirdamos dujas, tokias kaip N2, CO₂ ir NH3. Šios dujos plečiasi NBR lydalo viduje ir sudaro poras. Tuo pačiu metu sieros vulkanizacijos reakcijos vyksta vienu metu, dėl kurių susijungia butadieno dvigubos jungtys ir susidaro C–C ir C–S–C tinklo struktūros, galiausiai stabilizuojančios porų morfologiją. Šio kryžminio{16}}tinklo esmė slypi anglies -anglies jungčių sąveikoje per sieros tiltelius, o kryžminius{18}}ryšius daugiausia sudaro C–S–C ir viengubos/dvigubos sieros jungtys. Dėl santykinai mažos ryšio energijos šie tinklai pasižymi ribotu terminiu stabilumu.
Priešingai, putplasčio silikono putojimo mechanizmas apima sinchroninę platinos -katalizuojamo kryžminio- sujungimo ir in situ vandenilio išsiskyrimo putojimo metu reakciją, kuri sudaro vienalytę branduolių susidarymo- reaktyviąją putojimo sistemą. Putų silikono matrica yra polidimetilsiloksanas (PDMS), kurio molekulinis pagrindas sudarytas iš silicio -deguonies jungčių (Si–O–Si) ir metilo šoninių grupių (–CH₃). Putojimas ir kietėjimas paprastai pasiekiamas naudojant dviejų -komponentų sistemą: A komponentą sudaro vinilo silikoninė alyva, kurioje yra Si–CH=CH₂, o komponentas B – vandenilio -turintis silikono aliejus su Si–H jungtimis ir platinos katalizatorius. Reakcijos metu vienu metu vyksta du svarbūs procesai: pirma, platinos{10}}katalizuojama kryžminio{11}}sujungimo reakcija, kai Si–CH=CH₂ jungiasi su Si–H, kad susidarytų Si–C ryšiai, leidžiantys koloidiniam kietėjimui; antra, vandenilio išsiskyrimo putojimo reakcija, kai Si-H reaguoja su Si-OH, sudarydamas Si-O-Si ryšius ir išskirdamas H₂. Vandenilis formuojasi branduoliais ir plečiasi polimero matricoje, galiausiai sudarydamas uždarų{14}}ląstelių arba atvirų{15}}ląstelių struktūras. Kryžminis{17}}tinklas yra aplink Si–O–Si pagrindines grandines ir Si–C kryžm{18}}jungtis, o Si–O jungčių energija yra iki 452 kJ/mol-, žymiai didesnė nei 347 kJ/mol C–C jungčių, užtikrinančių išimtį NBR termostabilumą. silikonas (PMC, 2025; MDPI, 2024).
Kalbant apie medžiagų savybes, šių dviejų medžiagų skirtumus pirmiausia atspindi pagrindiniai rodikliai, tokie kaip atsparumas temperatūrai, cheminis atsparumas, mechaninės savybės ir aplinkos stabilumas. Žvelgiant iš pagrindinės fizinės perspektyvos, NBR putų tankis yra 0,3–0,8 g/cm³, Shore A kietumas yra 20–70 laipsnių, daugiausia uždara{5}}ląstelių struktūra, kurios porų dydis svyruoja nuo 50 iki 300 μm, o poringumas – 40–70%. Priešingai, putplasčio silikonas pasižymi mažesniu tankiu (0,2–1,1 g/cm³), minkštesniu kietumu (Šoro A 1–50 laipsnių), vienodesnių porų dydžių (20–100 μm) ir didesnio poringumo (50–80%). Eksperimentiniai duomenys rodo, kad jo porų dydžio konsistencija yra 40% didesnė nei NBR putų (MDPI, 2024; PMC, 2025).
Šiluminė varža yra vienas iš esminių skirtumų tarp dviejų medžiagų. NBR putos turi ilgalaikę eksploatavimo temperatūrą nuo –30 laipsnių iki +120 laipsnių, o šilumos nuostolių svoris yra 5 %, esant maždaug 280 laipsnių. Po 72 valandų sendinimo 150 laipsnių temperatūroje jis sukietėja, susitraukia 10–15%, o elastingumas praranda daugiau nei 50%. Priešingai, putplasčio silikonas gali atlaikyti ilgalaikę -naudojimo temperatūrą nuo –60 laipsnių iki +230 laipsnių ir toleruoti trumpalaikį -280 laipsnių poveikį, o šilumos nuostolių svoris yra 5 %, esant maždaug 480 laipsnių temperatūrai. Net po 72 valandų sendinimo 200 laipsnių kampu, jo nuolatinė suspaudimo deformacija išlieka mažesnė arba lygi 30%, o elastingumas viršija 70% (duomenys iš Solid Rocket Technology, 2019). Pagrindinė šio skirtumo priežastis yra cheminių ryšių stiprumo skirtumai: didelis Si–O jungčių stabilumas leidžia silikonui atsispirti skilimui aukštesnės temperatūros sąlygomis.
Kalbant apie atsparumą temperatūrai, Kinijos įmonė sukūrė putų silikoną, kuris trumpą laiką gali atlaikyti 315 laipsnių temperatūrą.
Kalbant apie cheminį atsparumą, NBR putos pasižymi puikiu atsparumu alyvai, o putplasčio silikonas pasižymi išskirtiniu veiksmingumu prieš rūgštis, šarmus, ozoną ir ultravioletinę spinduliuotę. Eksperimentiniai Wiley (2019) duomenys rodo, kad panardinus į #3 variklio alyvą 100 laipsnių temperatūroje 72 valandas, NBR putų tūrio pokytis buvo tik 2,1%, o tai rodo puikų toleranciją mineralinėms alyvoms, variklinėms alyvoms ir dyzeliniams degalams, taip pat gerą atsparumą aromatinėms medžiagoms ir esteriams; tačiau jo veikimas prieš rūgštis, šarmus ir vandenį yra vidutiniškas. Priešingai, putplasčio silikono tūris identiškomis sąlygomis išsiplėtė iki 42,7 %, o tai rodo prastą alyvos atsparumą, tačiau išskirtinį toleravimą rūgštims, šarmams, vandeniui, ozonui ir UV spinduliuotei, o eksploatavimo lauke laikas yra 20–30 metų be senėjimo. Palyginimui, NBR putų eksploatavimo trukmė lauke yra tik 3–5 metai ir po ozono senėjimo susidaro įtrūkimai (50 ppm, 40 laipsnių, 72 val.), o UV senėjimas 300 valandų sukelia kietėjimą, trapumą ir paviršiaus miltelius (duomenys cituojami iš Wuhan universiteto žurnalo, 2022).
Kalbant apie mechanines savybes, NBR putų atsparumas tempimui yra didesnis (0,8–2,5 MPa), nuolatinė gniuždymo deformacija (25%, 72 val., 70 laipsnių), mažesnė arba lygi 25% ir vidutinis atsparumas (50–60%). Putplasčio silikono atsparumas tempimui yra šiek tiek mažesnis (0,5–0,8 MPa), bet didesnis pailgėjimas trūkimo metu (didesnis arba lygus 300 %) ir didesnis atsparumas (70–85 %), o mechaninis stabilumas yra žymiai geresnis aukštoje -temperatūros sąlygomis-, jo nuolatinė gniuždymo deformacija išlieka mažesnė nei 30 laipsnio W universitetas. 2022). Kalbant apie antipireną ir saugą, NBR putoms reikalingi antipirenai, kad būtų užtikrintas atsparumas liepsnai ir savaime{20}}gesinančios savybės, pašalinus iš liepsnos; degimo metu išskiria tankius dūmus ir išskiria toksiškas dujas, tokias kaip CN⁻ ir SO₂. Priešingai, putotas silikonas pasižymi būdingu antipirenu, atitinkančiu UL94 V-0 standartus, yra nedegus, be dūmų{26}}ir netoksiškas / bekvapis, atitinkantis maisto kokybės reikalavimus (FDA 21 CFR 177.2600).
Apibendrinant galima pasakyti, kad skirtumai tarp NBR putų ir putplasčio silikono atsiranda dėl iš esmės skirtingų jų molekulinių struktūrų ir putojimo / kryžminio -sujungimo mechanizmų: NBR putos yra anglies grandinės-pagrįstos, savo formą įgyjančios sieros vulkanizavimo ir terminio skaidymo būdu, pasižymi dideliu atsparumu aliejui ir mažesnėmis sąnaudomis, tačiau pasižymi ribotu atsparumu temperatūrai; putplasčio silikono centras yra ant silicio-deguonies pagrindo, kur platinos katalizuojamas kryžminis-jungimas vyksta kartu su vandenilio išsiskyrimu putojimo metu, pasižymi išskirtiniu atsparumu temperatūrai, senėjimui ir saugumui, nors jis yra prastesnis atsparumas alyvai ir didesnė kaina. Šie būdingi skirtumai aiškiai apibrėžia kiekvienos medžiagos taikymo scenarijus ir yra tvirtas pramoninės atrankos pagrindas.
Jei nesate tikri, ar naudosite NBR putas ir silikonines putas, galite sudaryti sutartį su mumis, kad gautume duomenų lapą ir naujausias silikoninės kempinės lakšto plėtros tendencijas.