NBR Nitrilo propiedades
El caucho de nitrilo butadieno (NBR) presenta una dureza Shore A entre 40 y 95, y un rango de temperatura de servicio continuo de -55 °C a 108 °C (-67 °F a 226 °F) dependiendo de la formulación y el contenido de acrilonitrilo (ACN). Este elastómero sintético destaca por su excelente resistencia a aceites, combustibles, fluidos hidráulicos y muchos productos químicos. La densidad típica se sitúa entre 0,96 y 1,00 g/cm³ (960–1000 kg/m³). Su combinación de resistencia mecánica, flexibilidad y estabilidad química lo convierte en un material de referencia para juntas, sellos, mangueras y componentes de estanqueidad en las industrias automotriz, petrolera y de procesos.
Composición química
Sección titulada «Composición química»El NBR es un copolímero aleatorio de acrilonitrilo y butadieno. La relación entre ambos monómeros determina las propiedades finales del elastómero; cuanto mayor es el contenido de acrilonitrilo (ACN), mejor es la resistencia a aceites y disolventes, pero menor es la flexibilidad a baja temperatura. A continuación se presenta la composición monomérica típica de los grados comerciales:
| Monómero | Contenido másico típico |
|---|---|
| Acrilonitrilo (ACN) | 18 % – 50 % |
| Butadieno | 50 % – 82 % |
Además de los monómeros, las formulaciones incluyen agentes de curado (azufre o peróxidos), cargas reforzantes como negro de humo o sílice, plastificantes, antioxidantes y otros aditivos de proceso.
Propiedades mecánicas por estado de tratamiento
Sección titulada «Propiedades mecánicas por estado de tratamiento»Las propiedades mecánicas del NBR varían según el sistema de curado, el contenido de ACN, el tipo y la carga de refuerzo. Los valores que se presentan corresponden a compuestos vulcanizados estándar reforzados con negro de humo, evaluados a 23 °C (73 °F) según métodos ISO 37 e ISO 7619.
| Propiedad | Rango típico (métrico / imperial) |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 5 – 25 MPa / 725 – 3625 psi |
| Alargamiento a la rotura | 100 – 800 % |
| Dureza Shore A | 40 – 95 |
| Módulo al 100 % de alargamiento | 2 – 10 MPa / 290 – 1450 psi |
| Resistencia al desgarro (trouser) | 10 – 40 kN/m / 57 – 228 lbf/in |
| Compresión set (70 h / 100 °C) | 10 – 50 % |
Para grados con alto contenido de ACN (≥ 40 %) se obtienen los valores más elevados de dureza y resistencia a la tracción, mientras que la elongación disminuye. Los compuestos curados con peróxido presentan mejor resistencia al envejecimiento térmico y menor deformación permanente que los curados con azufre.
Propiedades físicas y térmicas
Sección titulada «Propiedades físicas y térmicas»La densidad del NBR se encuentra típicamente entre 0,96 y 1,00 g/cm³ (960–1000 kg/m³), y su color habitual es negro por la incorporación de negro de humo, aunque pueden fabricarse grados de color.
| Propiedad | Valor típico (métrico / imperial) |
|---|---|
| Densidad | 0,96 – 1,00 g/cm³ / 60 – 62,4 lb/ft³ |
| Temperatura de transición vítrea (Tg) (según ACN) | -55 a -20 °C / -67 a -4 °F |
| Rango de servicio continuo | -55 a 108 °C / -67 a 226 °F |
| Conductividad térmica | 0,25 W/(m·K) / 1,73 BTU·in/(h·ft²·°F) |
| Calor específico | 1,5 – 2,0 kJ/(kg·K) / 0,36 – 0,48 BTU/(lb·°F) |
| Coeficiente de expansión térmica lineal | 160 – 230 × 10⁻⁶ K⁻¹ / 89 – 128 × 10⁻⁶ in/in/°F |
| Resistencia volumétrica (aislamiento eléctrico) | 10¹⁰ – 10¹² Ω·cm |
| Permeabilidad al aire (24 h, 23 °C) | 0,5 – 2,0 × 10⁻¹⁷ m²/(Pa·s) (aprox.) |
La resistencia a la llama es baja y la mayoría de los grados son combustibles a menos que incorporen aditivos ignífugos. La absorción de agua es inferior al 1 % en condiciones ambiente, lo que lo hace adecuado para aplicaciones con contacto ocasional con humedad.
Aplicaciones
Sección titulada «Aplicaciones»El NBR se emplea masivamente en sectores donde se requiere resistencia a aceites, combustibles y grasas, junto con buena elasticidad y capacidad de sellado. Las principales aplicaciones por industria son:
Automotriz
- Mangueras de combustible y aceite.
- Sellos, juntas tóricas (O-rings) y retenes de motor.
- Diafragmas y membranas en sistemas de alimentación.
- Juntas de estanqueidad en transmisiones.
Petróleo y gas
- Sellos y empaquetaduras para válvulas y bombas.
- Mangueras de lodo y fluidos de perforación.
- Recubrimientos de rodillos en sistemas de manipulación de crudo.
- Juntas de expansión y conectores flexibles.
Industrial general
- Guantes de protección química (laboratorios, limpieza, alimentación).
- Revestimientos de rodillos en artes gráficas y papeleras.
- Perfiles extruidos para sellado de puertas y ventanas.
- Planchas y alfombras antideslizantes.
Alimentación y farmacia
- Mangueras de trasiego de líquidos alimentarios (grados autorizados).
- Juntas en equipos de procesado de alimentos.
- Componentes de bombas dosificadoras.
Aeronáutica
- Sellos de tanques de combustible auto‑obturantes.
- Juntas estáticas y dinámicas en sistemas hidráulicos.
Comparativa con materiales similares
Sección titulada «Comparativa con materiales similares»La tabla siguiente compara propiedades representativas del NBR estándar (33 % ACN, 70 Shore A) frente a otros elastómeros utilizados en aplicaciones de sellado.
| Propiedad | NBR | HNBR | EPDM | FKM (estándar) |
|---|---|---|---|---|
| Dureza Shore A (gama típica) | 40 – 95 | 50 – 90 | 40 – 90 | 55 – 90 |
| Rango de temperatura (°C / °F) | -55 a 108 / -67 a 226 | -40 a 165 / -40 a 329 | -50 a 150 / -58 a 302 | -20 a 250 / -4 a 482 |
| Resistencia a aceites y combustibles | Excelente | Excelente | Pobre | Excelente |
| Resistencia a la intemperie y ozono | Buena | Muy buena | Excelente | Excelente |
| Resistencia a la abrasión | Buena | Muy buena | Buena | Moderada |
| Coste relativo | Bajo | Medio | Bajo | Alto |
El HNBR (caucho de nitrilo hidrogenado) ofrece un comportamiento térmico y mecánico superior al NBR, manteniendo una resistencia química similar, por lo que se utiliza cuando las temperaturas de servicio superan los 120 °C (250 °F). El EPDM es preferible para aplicaciones expuestas a la intemperie, pero no es adecuado para contacto con hidrocarburos. El FKM proporciona la máxima resistencia térmica y química, aunque su coste es elevado.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Qué es el NBR y para qué se utiliza?
Sección titulada «¿Qué es el NBR y para qué se utiliza?»El NBR (caucho de nitrilo butadieno) es un elastómero sintético con excelente resistencia a aceites, combustibles y grasas. Se utiliza principalmente en la fabricación de juntas, sellos, mangueras, guantes y piezas moldeadas para las industrias automotriz, petrolera y química.
¿Cuál es el rango de temperatura de trabajo del NBR?
Sección titulada «¿Cuál es el rango de temperatura de trabajo del NBR?»El NBR puede trabajar de forma continua entre -55 °C y 108 °C (-67 °F a 226 °F), aunque los grados con bajo contenido de acrilonitrilo mantienen mejor elasticidad a baja temperatura y los de alto contenido mejor comportamiento en caliente durante periodos cortos.
¿Qué tan resistente es el NBR a los aceites y combustibles?
Sección titulada «¿Qué tan resistente es el NBR a los aceites y combustibles?»El NBR se considera uno de los elastómeros con mejor relación resistencia‑coste frente a aceites minerales, diésel, gasolina y fluidos hidráulicos en base petróleo. La resistencia mejora al aumentar el contenido de acrilonitrilo del polímero.
¿Cuál es la diferencia entre NBR y HNBR?
Sección titulada «¿Cuál es la diferencia entre NBR y HNBR?»El HNBR es la versión hidrogenada del NBR. Esta saturación de la cadena polimérica le confiere una resistencia al calor, al ozono y al envejecimiento significativamente superiores, con un rango de temperatura de hasta 165 °C (329 °F), manteniendo una resistencia química similar.
¿Cuál es la dureza típica del NBR?
Sección titulada «¿Cuál es la dureza típica del NBR?»La dureza Shore A del NBR se puede formular en un rango muy amplio, desde 40 (muy blando) hasta 95 (duro). Los valores más comunes en aplicaciones de sellado se sitúan entre 60 y 80 Shore A.
¿Cómo se compara el NBR con el EPDM en aplicaciones automotrices?
Sección titulada «¿Cómo se compara el NBR con el EPDM en aplicaciones automotrices?»El NBR se elige cuando el componente está en contacto con aceites o combustibles (mangueras de combustible, juntas de motor), mientras que el EPDM es la opción preferida para aplicaciones expuestas a la intemperie, como burletes y mangueras de refrigerante, debido a su mejor resistencia al ozono y a los agentes atmosféricos.
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- azom.com: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=1724
- engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/elastomers-rubbers-d_1788.html
- steelnumber.com: https://www.steelnumber.com/en/steel_composition_eu.php?name_id=319