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一、氫化丁腈橡膠
氫化丁腈橡膠（hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber 簡稱HNBR）是通過氫化丁腈橡膠主鏈上所含的不飽和雙鍵而制得，又稱為高飽和度丁腈橡膠。由于HNBR具有合理的分子結構，因此不僅繼承了NBR的耐油、耐磨等性能，而且還具有更優異的耐熱、耐氧化、耐臭氧、耐化學品性能，可以與氟橡膠相媲美，在許多方面可取代氟橡膠、CR、NBR等特種橡膠。從1984年開始，德國Bayer、日本Zeon、加拿大Polysar等公司相繼投產HNBR，目前各廠家均有多種牌號的產品。但是由于工業生產HNBR的方法仍存在諸如流程長、成本高等缺點，因而科研工作者仍在不斷探索更好的HNBR制備方法。
1、結構與性能
HNBR分子中的丙烯腈基賦于它具有優良的耐油性、耐藥品性；丁二烯鏈氫化為乙烯及其異構型鏈，賦于它優良的耐熱性、耐候性、化學穩定性，同時飽和乙烯鏈段拉伸結晶使HNBR具有優異的機械性能；HNBR中殘留的少量不飽和雙鍵，是硫磺硫化或過氧化物硫化的交聯點，而且少量的雙鍵也改善了它的耐寒性和壓縮永久變形。現已商品化的HNBR的丙烯腈含量約為18%～50%，氫化率為80%～99%，此外，改善了耐寒性的新品級和在HNBR中添加甲基丙烯酸鋅進一步提高了機械強度的品級，以及與PVC共混改善了耐臭氧性的品級等進一步擴大了HNBR的使用范圍。
（1）耐油性：HNBR由于不飽和雙鍵被選擇氫化，而丙烯腈基不變，因此仍保留了NBR的高耐油性。丙烯腈質量分數越高，耐油性越好。
（2）耐熱性和耐老化性能:由于HNBR中的雙鍵含量非常低，因此HNBR具有優異的耐熱性和耐老化性能。高飽和HNBR的氧化穩定性比NBR高1000倍，在氮氣和空氣中的熱降解溫度隨氫化度的提高而提高，大約比NBR高30℃～40℃。Hashimoto研究表明，硫磺硫化的Zetpol1020在與含丙烯腈相近的NBR使用壽命相同的情況下，使用溫度高20℃；過氧化物硫化的Zetpol可在160℃的空氣環境中連續使用1000h以上。氫化率90%的HNBR，耐熱性介于NBR和丙烯酸酯橡膠之間，而氫化率近100%的HNBR的耐熱性能高于丙烯酸酯橡膠。
（3）物理機械性能:HNBR中飽和乙烯鏈段拉伸結晶使之具有優異的機械性能，丙烯腈相同含量而碘值不同的兩種HNBR和NBR的純膠的應力在高伸長率時，HNBR的碘值越小，其拉伸應力越高。HNBR硫化膠的拉伸強度一般可達30MPa，高于FKM、NBR、CSM等橡膠，ZSC則高達50MPa以上。150℃下HNBR的壓縮永久變形性能優于FKM和氟碳彈性體(TFE/P)，NBR則完全不能在150℃下工作。此外，HNBR還具有優異的耐磨性。HNBR與NBR、FKM在150℃石油介質中的磨損試驗表明，前者的耐磨性能分別為后兩者的2～3倍和3～4倍。
（4）耐化學介質和耐臭氧性能:HNBR具有高溫下耐酸、堿、鹽、氟碳化合物以及含各種強腐蝕性添加劑的潤滑油和燃料油的化學穩定性能。在模擬油田深井開采所遇到的酸性液/氣介質環境中，其中氣相為：5%H2S，20%CO2，75%CH4；液相為：95%柴油，4%水，1%緩蝕劑。FKM、TFE/P、NBR不能經受高溫下酸性液/氣兩相介質腐蝕作用，而HNBR表現出油田應用的最佳性能。此外，HNBR在靜態和動態耐臭氧性能測試環境下工作1000h，并未出現臭氧裂紋，顯示出優異的耐臭氧老化性能。
（5）耐寒性:HNBR比NBR的脆性溫度低7℃～10℃。HNBR丙烯腈含量越高，玻璃化溫度（Tg）越高，耐寒性變差。氫化率對Tg也有影響，當丙烯腈質量分數低于34%時，Tg達極小值后會隨著聚合物中發生氫化反應反而上升。當丙烯腈含量高于34%時，隨著氫化率提高，Tg降低不明顯。在丙烯腈質量低于34%時，隨著氫化率提高，低溫彈性回復試驗TR10值大幅度上升。如果丙烯腈質量分數超過40%，隨著氫化率提高，TR10值變化幅度較小。這種現象產生的原因在于HNBR的聚乙烯鏈段發生結晶。HNBR中剩余雙鍵可以有效地阻止其它鏈節近距離調整，含有側掛CN基的丙烯腈基團也能阻止分子鏈的緊密堆砌。腈基含量越低，聚合物的飽和度越高，鏈的屈撓性就越小，因為鏈可以緊密堆砌。利用三聚物工藝在聚合物中引入含大側基的第三單體可干擾乙烯鏈的堆砌，從而改善彈性體的低溫屈撓性，抑制低溫硬化過程，但是由于同時抑制了應變誘導結晶，所以也顯示出低的力學性能。為了改善HNBR的低溫性能，同時減少對其他性能的影響，除了使用新的聚合技術防止形成乙烯長鏈以外，低溫柔韌性還可通過準確地控制分子結構和相對分子質量，擴大低溫柔韌性的范圍。新型低溫牌號HNBR的低溫性能提高了5℃，而且老化后的機械性能保持率，壓縮永久變形和體積膨脹率也有所改善。
（6）粘合性:采用硫磺硫化的HNBR膠料，由于硫易與纖維或金屬材料起化學反應，其粘合性能比過氧化物硫化的高。但如果采用常規的浸膠處理技術，還是達不到滿意的粘合效果。而且由于浸漬薄膜耐熱性較差，難以充分發揮HNBR優異的耐熱性能。HNBR纖維粘合處理一般采用HNBR膠乳，當交聯劑擴散到界面上后，浸漬層和橡膠母膠發生交聯，形成化學粘合。采用HNBR膠乳處理的芳綸與滌綸的粘合性能比用其他膠乳好。通過對HNBR進行化學改性如引入噁唑啉的官能團，能使HNBR與玻璃纖維的粘合力提高41％。
2、加工
（1）塑煉與混煉：HNBR加工性能優于FKM，與普通NBR相似。HNBR難以通過機械剪切力來降低門尼黏度，因此基本上不需要塑煉工序。通常使橡膠在窄輥距的冷輥上薄通約6～10次包輥后，按順序添加配合劑進行混煉。由于HNBR所含極性的丙烯腈基之間相互作用強，分子間具有較大的內聚集力，混煉時生熱大，所以要避免出現焦燒現象。
（2）擠出：HNBR的擠出性能基本上與NBR相同，但HNBR的挺性稍強，摩擦生熱也較大，必須使用冷卻效率高的擠出機。HNBR缺乏潤滑性，需要配入1～2份的精制石蠟和蠟等潤滑劑。
（3）硫化：用過氧化物硫化時，由于硫化速度慢，在短時間內只進行一段硫化難以得到所要求的物性，所以多數還需在150℃～170℃下進行2h～4h的二段硫化，以進一步除去殘留的交聯劑和提高硫化膠物性。硫磺硫化體系的硫化速度比過氧化物硫化體系快，一般不進行二段硫化。
3、配合
（1）硫化體系：HNBR的硫化體系與NBR相似，可使用硫磺體系或過氧化物體系。但用硫磺硫化體系時因聚合物的主鏈中需含有雙鍵，所以當HNBR的殘余雙鍵（RDB）質量分數小于1%時，只能采用過氧化物硫化，當RDB質量分數小于5%時，即使進行硫磺硫化也難以獲得具有足夠橡膠彈性的制品。
①過氧化物硫化體系：采用過氧化物硫化時，HNBR的交聯程度隨著RDB含量的增加而增大，為了提高飽和度高HNBR的交聯密度，改善壓縮永久變形，需相應增加過氧化物的用量，約為NBR的3～5倍。與采用硫磺硫化體系的HNBR相比，過氧化物硫化的HNBR耐熱性更好，壓縮永久變形更低。常用的過氧化物硫化劑包括：過氧化二異丙苯(DCP)、2,5-二甲基-2,5（二叔丁過氧基）己烷(BDPMH)等。此外，在過氧化物硫化體系中還常配以少量硫磺或間苯撐雙二馬來酰亞胺(HVA-2) 、三烯丙基異氰尿酸酯(TAIC) 、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯( TMPT) 、乙烯基聚丁二烯等多官能度活性交聯助劑，可以提高交聯效率，顯著改善壓縮永久變形性能。可是添加HVA-2、TMPT時膠料易焦燒，必須注意對加工溫度和成型溫度的控制。
②含硫化合物硫化體系：動態條件下使用的HNBR制品常采用硫磺硫化體系，例如同步帶、印刷輥覆蓋膠等。在動態應用中，RDB含量越高，動態生熱越低，硫化速度加快，模量增大，壓縮永久變形降低，但耐熱、耐臭氧性能下降。采用有效硫化體系和硫載體硫化體系，可使HNBR在動態性能、壓縮永久變形、耐老化能方面獲得最佳的平衡。由S/TMTD/M 組成的有效硫化體系的焦燒安全性差，對注壓制品不利，而由TMTD/DTDM 組成的硫載體體系的高溫焦燒安全性較好。就反應速度而言，硫載體硫化體系較為緩慢，而有效硫化體系較快，比較適合模壓制品。
③其它交聯體系：以二水合氯化亞錫(SnCl2?2H2O)作為交聯劑(硫化劑)，利用Sn2+ 與HNBR中腈基(-C≡N)氮原子上的孤對電子之間的配位化學反應，形成以Sn2+ 為中心離子，HNBR為配體的高分子配合物，從而實現了HNBR的配位交聯。采用輻照誘導交聯法，將丙烯腈質量分數為43%的HNBR
抽真空并在氬或氧氣氛圍中調節后，用100MeV的電子束輻照。結果表明，交聯密度隨輻照劑量的增大而呈線性增加，輻照效果不受輻照環境和橡膠中殘余雙鍵含量的影響，所研究橡膠的輻照交聯效率都是2.5個交聯鍵/100eV。
（2）增強體系
①常規補強填料：HNBR與NBR相似，可以采用炭黑或礦物填料來提高膠料的性能。炭黑的補強效果依次為：高耐磨爐黑＞快壓出爐法炭黑＞半補強炭黑和噴霧炭黑，其中填充噴霧炭黑的膠料壓縮永久變形小。沉淀白炭黑通常能夠改善HNBR硫化膠的耐熱性能，但用量在25份或更多時，混煉膠會變得僵硬，黏度很高。采用滑石粉和白炭黑并用的方式，通常可以在加工性能和物理性能之間獲得平衡。
②不飽和羧酸鹽納米材料：Zeon公司開發了用ZnO/甲基丙烯酸（MMA）以3：4質量比填充的超強HNBR材料－ZSC，拉伸強度可高達60MPa，并具有硬度、定伸應力和撕裂強度高，能在低粘度下成型以及耐化學性能良好等特點，但壓縮永久變形有所增大。采用過氧化物硫化，ZnO/MMA發生聚合反應，并部分與HNBR接枝和共交聯。電子顯微鏡下可以觀察到直徑為2nm的聚甲基丙烯酸酯的鋅鹽形成尺寸為20nm～30nm的離子簇，中間穿插有HNBR
鏈段，構成一種新型高分子納米復合材料。用ZnO和MAA經原位反應合成了甲基丙烯酸鋅（ZDMA），當ZnO/MAA為0.8（質量比），DCP用量為4份，ZDMA理論生成量為30份時，硫化膠的最大拉伸強度為47.1MPa，而扯斷伸長率保持在393%以上。ZDMA以微米級和納米級兩種分散形式存在于橡膠基體當中，ZDMA粒子在橡膠基體中的分散主要取決于彈性體的流變特性、極性和飽和度以及加工剪切力。用單丙烯基馬來酰胺酸（MAMA）與碳酸鋅原位生成丙烯基馬來酰胺酸鋅，過氧化物硫化補強HNBR，得到低粘度易于加工、交聯密度高、拉伸強度大的HNBR硫化膠。ZDMA補強的HNBR通常用于要求高強度和優異動態性能的場合，如傳送帶、鋼鐵和造紙工業膠輥覆膠以及“井下”的應用（如對機械韌性有苛刻要求的可控鉆頭密封件、防爆器和可膨脹裝置）。
③層狀硅酸鹽納米材料：與傳統的復合材料相比，插層和剝離的層狀硅酸鹽納米復合材料具有優異的力學性能和隔離等性能。采用十六烷基胺鹽、甲基-2-羥基季銨鹽改性蒙脫土與HNBR熔融復合制備的HNBR/蒙脫土納米材料，具有優異的力學性能和動態機械性能。
（3）增塑劑：增塑劑可以降低HNBR硫化膠的玻璃化溫度，改善低溫性能和未硫化膠的加工性能。由于HNBR主要用于在各種燃油和腐蝕性介質的惡劣環境中，工作溫度在-40℃～150℃，甚至更高，所選擇的增塑劑必須具有高沸點、耐抽出的性能。由于三辛基偏苯三酸酯（TOTM）和三異壬基偏苯三酸酯（TINTM）的分子量較高，使得硫化膠的耐熱性優異，低溫性能也優于聚酯類，耐水和乙醇抽出。而采用鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）和癸二酸二辛酯（DOS），硫化膠的耐熱性明顯不如前者。此外，硫醚增塑劑己二酸二(丁氧基乙氧基乙) 酯（Thiokol TP-95）、磷酸酯以及二烷基酯適用于高ACN含量的HNBR。
（4）熱穩定劑：堿性填料能夠提高HNBR的耐熱性，如Carplex 1120能明顯提高HNBR耐熱溫度，在空氣中可達到188℃。Carplex能使Zetpol 2000L耐熱溫度提高10℃，而且不降低對液壓汽車流體的耐蝕性。MgO與穩定劑Zetpol ZEL-80和Zetpol Z-75D復合能有效提高HNBR的耐熱、耐油等老化性能。使用新型HT熱穩定劑可使HNBR的有效操作溫度提高約10℃或在操作溫度下的使用壽命可延長約2倍，改善HNBR制品的耐熱性能。
（5）防老劑：HNBR雖然是高飽和橡膠，但是加入適量的防老劑可提高膠料的抗熱老化性能。適用的防老劑包括巰基苯并噻唑鋅鹽（MBZ）、防老劑RD、防老劑ODA和防老劑445等。
4、應用
HNBR最主要的特點是可在150℃（特殊牌號HNBR在165℃下）下長期使用，有極好的耐雙曲線齒輪油、汽車傳動液、含H2S原油、酸性汽油、胺類腐蝕抑制劑、滑油添加劑等液體的性能。HNBR機械強度高，在高溫下有良好的性能保持率，耐臭氧性和耐磨性優良，在寬域溫度下良好的動態性能。因此，HNBR優異的綜合性能使它特別適合于汽車、宇航、油田及其它工業制造部門要求的各種耐高溫耐油的高性能橡膠配件，如：①汽車工業：汽車同步帶、燃油膠管、動力轉向膠管和密封件、驅動皮帶附件、水泵密封件、發動機密封件、燃油膜片、油封。②石油工業：油田鉆井錠子、油田防噴器、油田密封件。③其它。包括空調系統耐新冷凍劑R134A的各種密封件、高性能造紙膠輥面膠、耐高溫熱油無鹵阻燃電纜護套、貯油罐浮頂密封件、高溫高壓散熱器密封件、筑路機械用橡膠件、覆帶墊、IC卡拋光膠板、雙層電容器用導電膠膜等。
二、丁腈橡膠概述
丁二烯-丙烯腈橡膠（acrylonitrile-butadiene rubber）是丁二烯與丙烯腈兩種單體經乳液聚合而得的共聚物，簡稱丁腈橡膠（NBR）。NBR于1930年由德國Konrad和Thchunkur研制成功，1937年由德國I.G. Farben公司首先實現了工業化生產。NBR的丙烯腈含量為15%～53%，分為低腈、中腈、中高腈、高腈、極高腈五個等級。在市售商品中，丙烯腈含量在31%～37%的NBR占總NBR的40%，尤其是丙烯腈含量為33%的NBR居多數。
1、制備
制備HNBR的方法主要有三種：NBR溶液加氫法、NBR乳液加氫法和乙烯-丙烯腈共聚法。
（1）NBR溶液加氫法：NBR溶液加氫法是目前工業化采用的主要生產方法。溶液加氫法首先將NBR粉碎，溶于適宜溶劑，在高溫、高壓反應器中，由貴金屬催化作用與氫氣反應。氫化NBR時，催化劑只對二烯單元的雙鍵選擇性加氫還原成飽和鍵，并不氫化丙烯腈單元的側鏈腈基-C≡N。目前已開發的加氫催化劑有鈀（Pd）、銠（Rh）、釕（Ru）等第Ⅷ族貴金屬元素的均相配位催化劑和非均相載體催化劑。
①非均相催化加氫：非均相催化加氫催化劑是以鈀、銠和釕等為活性組分，以氧化鋁、氧化硅、活性炭、炭黑及堿土金屬碳酸鹽等為載體的負載型催化劑。金屬與載體的匹配對其選擇性和活性有很大影響。以碳為載體的Pd/C催化劑選擇性高，氫化率最高達95.6%。但在加氫反應中，與炭黑親合的二烯類橡膠易吸附在炭黑表面，攪拌時炭黑易凝聚成塊存在于HNBR中，對膠料的硫化特性會產生不良影響。Zeon公司選用SiO2為載體的Pd/SiO2催化劑，具有高活性、高選擇性、壽命長及原料來源較廣的優點，已實現了工業化。另外，有研究發現銥系催化劑氫化NBR時具有非常高的活性和選擇性。在使用非均相催化劑時，應該考慮載體孔徑對活性的影響。以Pd/SiO2為例，只有當載體孔徑大于8nm時，催化劑才有活性，這是由于NBR分子的平均尺寸為10nm～20nm，當催化劑孔徑尺寸大于該值時具有高活性，因為此時NBR分子不僅可在催化劑表面發生氫化反應，而且可進入催化劑孔內氫化。非均相載體催化劑催化劑氫化NBR時，NBR催化劑殘留物或聚合反應中使用的助劑可能粘附于載體表面或滯留在微孔內，使催化劑活性急劇下降，影響再次使用。
②均相催化加氫：均相配位催化劑目前常見的有三種：鈀催化劑、銠催化劑和釕催化劑。鈀型催化劑如[Pd(OAc)2]3，對水和空氣穩定，貯運方便，可反復回收利用，價格便宜，但活性和選擇性差；釕型催化劑氫化NBR具有非常高的活性，價格較便宜，但選擇性差，加氫反應的同時易發生副反應，產生大量凝膠；銠型催化劑如PhCl(PPh3)3具有最高的活性和選擇性，氫化率可達98%以上。但銠資源緊張，價格昂貴，大規模生產應回收利用，如采用三氨基硅烷可吸收HNBR中81%的殘余銠。蘭州石化公司研究院采用均相溶液加氫法，以銠為催化體系，氯苯為溶劑，所得產物氫化度可調控，最高可達99%。為了降低成本，該院還開發了離子交換樹脂脫除殘余催化劑技術。北京化工大學研制了用于NBR溶液加氫的銠-釕雙金屬催化劑（Rh-Ru）和雙金屬雙配位體催化劑( Rh-Ru-T-Y)。研究發現，Rh-Ru 雙金屬催化劑具有與Wilkinson催化劑相當的活性和選擇性，加氫度可達98%以上，而且用釕部分取代了銠，加氫成本相對較低。與Rh-Ru 雙金屬單配體催化劑及單一銠催化劑RhCl (PPh3 )3相比，雙金屬雙配位體催化劑( Rh-Ru-T-Y)除具有相同的加氫活性和選擇性外，還具有非常好的空氣穩定性。Rh-Ru-T-Y催化劑對不同腈含量NBR進行溶液加氫，均可獲得加氫度達98%的HNBR，產物無凝膠。岳冬梅等以四甲基乙二胺-苯硫醚為雙配體制備了新型銠釕加氫催化劑，具有催化活性高、選擇性好、對空氣具有相對的穩定性、成本相對較低、實用性優良等特點。
（2）NBR的乳液加氫法：NBR乳液加氫法是指在NBR的膠乳中直接加入催化劑及其它添加劑制備HNBR。由于溶液加氫法生產HNBR的工藝流程十分復雜，需要高壓設備，貴金屬催化劑，溶劑用量多，能耗大，因此各國以溶液法制HNBR的同時，也在致力于乳液法氫化NBR的研究開發工作。
①水溶性Wilkinson催化劑乳液加氫：水溶性Wilkinson催化劑即三(二苯基磷間苯磺酸鈉)氯化銠。利用Wilkinson催化劑對NBR膠乳進行氫化，氫化溫度75℃，常壓下反應12h，可得氫化度大于60%的HNBR，但有凝膠產生。催化劑濃度提高，氫化度明顯增大，但凝膠質量分數也迅速上升。水溶性Wilkinson催化劑催化NBR膠乳加氫雖不需高壓設備，且有利于提高生產效率，但是膠乳氫化度不高，還有凝膠生成，產品僅適用于某些直接利用膠乳的場合，而且該催化劑仍需使用貴金屬，若要工業化尚需進一步研究。
②水合肼氫化NBR膠乳：水合肼氫化法不需在體系中加入氫氣，可就地產生強還原劑偶胺，在Cu2 + 催化下加氫。1984年由Wideman首次發表了用二酰亞胺作還原劑制備乳液HNBR的工藝，發現NBR膠乳可在水合肼、氧氣或雙氧水等氧化劑以及銅、鐵等金屬離子引發劑的作用下直接生成HNBR。ParKer等采用乳液加氫法制得HNBR膠乳，其配方為(質量份)：NBR膠乳，100；CuSO4?5H2O，0.008；十二烷基硫酸鈉，0.15；水合肼，15.6；H2O2，216.66；消泡劑。反應過程為：反應器中加入NBR 膠乳、CuSO4?5H2O 和表面活性劑，加熱至45℃～50℃，加入水合肼，7h內逐漸加完H2O2，并添加消泡劑，再恒溫攪拌1h可得HNBR。氫化度可達97%，催化體系具有高活性、高選擇性，副產物是N2和H2O。水合肼法的優點是：常壓加氫，反應條件溫和，設備簡單；不需要貴金屬，成本低；不需溶劑，不會產生污染；膠乳直接氫化，減少工序，降低成本；加氫產品可直接應用于需HNBR膠乳的場合。不足之處是容易在未氫化的雙鍵上發生交聯副反應，若交聯嚴重，將導致塑煉困難。
③膠乳-有機溶劑體系加氫：日本合成橡膠公司以雙(三苯基膦)銠-環辛烯-1,5-四氟硼酸為催化劑對NBR膠乳進行加氫，溶劑為體積1/1丙酮和甲苯，氫氣壓力為4.5MPa，反應時間8h，反應溫度100℃，氫化度為94%。研究了三(三苯基膦) 氯化釕[ RuCl2(PPh3)3]等一系列釕絡合物對NBR的加氫，以不同類型的有機溶劑與NBR膠乳混合進行了均相和非均相的加氫。選用既能溶解催化劑和NBR，又與乳液互溶的有機溶劑如甲乙酮、丙酮、四氫呋喃，加入到NBR膠乳中，用量為膠乳質量的4～10倍，使體系成為均相加氫體系。實驗結果表明，RuCl2( PPh3)3具有良好的活性和選擇性；同時還發現在體系中添加一定量的酸類物質（如氯代乙酸、檸檬酸等）及硫酸亞鐵胺，可以顯著提高氫化度（超過99%），RuCl (CO) (OCOPh) (PPh3)2，RuCl(CO)(Stryl)(Pcy3)2催化劑的效果尤為明顯，原因可能是這些添加物中和了乳液體系中對加氫反應不利的物質。盡管目前乳液加氫尚處在實驗室研究階段，但是這種方法不僅保留了溶液法HNBR的優異性能，而且其應用范圍可能擴大到相關的膠乳行業，同時生產成本大幅度下降，因此乳液加氫將成為今后的行業發展方向。
（3）乙烯-丙烯腈共聚法：乙烯-丙烯腈共聚法反應中由于各單體的反應速率差異很大（r丙烯腈=0.04，r乙烯=0.8)，共聚反應條件十分苛刻，且所得產品分子鏈支化度高、聚合物性能不佳，此法尚處于小試研究階段。
2、NBR的基本特點包括：
(1)NBR是非結晶性無定型聚合物，生膠強度較低，須加入補強劑才具有使用價值。丙烯腈質量分數較高的NBR有助于提高硫化膠的強度和耐磨性，但會使彈性下降。
(2)耐油是NBR最突出的特點，NBR含有極性腈基，對非極性或弱極性的礦物油、動植物油、液體燃料和溶劑等化學物質有良好的抗耐性。丙烯腈質量分數愈高，耐油性愈好。
(3)耐熱性優于NR、SBR和CR，可在120℃的熱空氣中長期使用。
(4)耐寒性、耐低溫性較差，丙烯腈質量分數愈高，耐寒性愈差。
(5)氣密性較好，在通用橡膠中僅次于IIR。
(6)耐熱氧老化、日光老化性能優于NR。(7)NBR的介電性能較差，屬半導體橡膠。
NBR具有二烯類橡膠的通性，可采用與NR、SBR等通用橡膠相同的方法加工成型，常用的硫化體系為硫磺、過氧化物和樹脂硫化體系等。NBR因其優異的耐油性能，廣泛用于制備燃料膠管、耐油膠管、油封、動態和靜態用密封件、橡膠隔膜、印刷膠輥、膠板、橡膠制動片、膠粘劑、膠帶、安全鞋、貯槽襯里等各種橡膠制品，涉及汽車、航空航天、石油開采、石油化工、紡織、電線電纜、印刷和食品包裝等諸多領域。
NBR分子主鏈上存在不飽和雙鍵，影響了它的耐熱、耐天侯等化學穩定性。為了使NBR性能更符合不同用途制品的要求，國內外相繼開發出具有特殊性能的NBR新品種，如氫化丁腈橡膠、羧基丁腈橡膠、粉末丁腈橡膠、液體丁腈橡膠等，以及與不同橡膠共混、橡塑并用等來改善丁腈橡膠的綜合性能，使得NBR產品系列化、功能化、高檔化。