Каучук EPDM ( этиленпропиленовый каучук ) [1] [2] [3] — это тип синтетического каучука , который используется во многих областях.
EPDM — это каучук класса M по стандарту ASTM D-1418; класс M включает эластомеры с насыщенной полиэтиленовой цепью (M происходит от более правильного термина полиметилен). EPDM изготавливается из этилена , пропилена и диенового сомономера , который обеспечивает сшивание посредством серной вулканизации . Обычно используемые диены при производстве каучуков EPDM — это этилиденнорборнен (ENB), дициклопентадиен (DCPD) и винилнорборнен (VNB). Сообщается о различном содержании диенов в коммерческих продуктах, которое обычно находится в диапазоне от 2 до 12%. [4] [5]
Более ранним родственником EPDM является EPR, этиленпропиленовый каучук (используется для высоковольтных электрических кабелей), который не производится из каких-либо диеновых предшественников и может быть сшит только с использованием радикальных методов, таких как пероксиды. [6]
Как и большинство каучуков, EPDM в используемом виде всегда компаундируется с наполнителями, такими как сажа и карбонат кальция , с пластификаторами, такими как парафиновые масла, и имеет функциональные резиновые свойства только при сшивании . Сшивание в основном происходит посредством вулканизации с серой, но также осуществляется с помощью пероксидов (для лучшей термостойкости) или фенольных смол. Высокоэнергетическое излучение, например, от электронных пучков , иногда используется для производства пен, проводов и кабелей.
Типичные свойства вулканизатов EPDM приведены ниже. EPDM можно компаундировать для достижения определенных свойств до предела, в зависимости, прежде всего, от доступных полимеров EPDM, а затем от применяемых методов обработки и отверждения. EPDM доступны с различной молекулярной массой (указанной в вязкости по Муни ML(1+4) при 125 °C), различными уровнями этилена, третьего мономера и содержанием масла. [ необходима цитата ]
Из-за химического взаимодействия EPDM разрушается при контакте с битумным материалом , таким как прокладки EPDM на битумной черепице. [7]
По сравнению с каучуками с ненасыщенными основными цепями ( натуральный каучук , SBR , неопрен ), каучуки с насыщенными полимерными основными цепями, такие как EPDM, демонстрируют превосходную устойчивость к воздействию тепла, света и озона. По этой причине они полезны в суровых внешних условиях. [10] EPDM, в частности, демонстрирует исключительную устойчивость к теплу , озону , пару и погодным условиям . Таким образом, EPDM может быть разработан так, чтобы быть устойчивым к температурам до 150 °C, и, при правильном составлении, может использоваться на открытом воздухе в течение многих лет или десятилетий без деградации. EPDM обладает хорошими низкотемпературными свойствами, с эластичными свойствами до температур до −40 °C в зависимости от марки и рецептуры.
EPDM устойчив к воздействию огнестойких гидравлических жидкостей , кетонов, горячей и холодной воды, щелочей.
Как прочный эластомер , EPDM является конформным, непроницаемым и хорошим электроизолятором. Твердый EPDM и вспененный EPDM часто используются для герметизации и прокладки , а также мембран и диафрагм . EPDM часто используется, когда компонент должен предотвращать поток жидкости , оставаясь гибким. Его также можно использовать для обеспечения амортизации или эластичности . Хотя EPDM имеет приличную прочность на разрыв , его гибкость делает его непригодным для жестких деталей, таких как шестерни , валы и структурные балки.
Он используется для создания уплотнителей, уплотнителей на дверях холодильников и морозильников (где он также действует как изолятор ), защитных масок для промышленных респираторов, стеклянных желобов , радиаторов , садовых и бытовых шлангов (где он используется как материал для шлангов, а также для прокладок), труб , шайб , уплотнительных колец , электроизоляции и геомембран .
Распространенное применение — в транспортных средствах , где EPDM используется для уплотнений дверей, окон, багажника и иногда капота. [11] Другие применения в транспортных средствах включают щетки стеклоочистителей , [12] шланги контура системы охлаждения; водяные насосы, термостаты, клапаны EGR, охладители EGR, обогреватели, масляные охладители, радиаторы и баллоны для дегазации соединены со шлангами EPDM. EPDM также используется в качестве трубки наддувочного воздуха в двигателях с турбонаддувом для соединения холодной стороны охладителя наддувочного воздуха ( интеркулера ) с впускным коллектором .
Уплотнения EPDM могут быть источником скрипящего шума из-за движения уплотнения по противоположной поверхности (и сопутствующего ему трения). Шум можно уменьшить с помощью специальных покрытий, которые наносятся во время изготовления уплотнения. Такие покрытия также могут улучшить химическую стойкость резины EPDM. Некоторые производители автомобилей также рекомендуют наносить на уплотнитель для снижения шума небольшое количество силиконовой диэлектрической смазки [ требуется цитата ] .
Эта синтетическая каучуковая мембрана также использовалась для облицовки прудов и плоских крыш из-за ее долговечности и низких затрат на обслуживание. [13] Как кровельная мембрана она не загрязняет сток дождевой воды (что имеет жизненно важное значение для сбора дождевой воды ). [14]
Он используется для ремней , электроизоляции , вибраторов , солнечных панелей тепловых коллекторов и диффузоров динамиков. Он также используется в качестве функциональной добавки для модификации и улучшения ударных характеристик термореактивных пластиков , термопластиков и многих других материалов. [15] [16]
EPDM также используется для компонентов, которые обеспечивают эластичность ; например, он используется для эластичных шнуров , эластичных стяжек, ремней и вешалок, которые крепят выхлопные системы к днищу транспортных средств (поскольку жесткое соединение будет передавать вибрацию, шум и тепло к кузову). Он также используется для амортизирующих защитных кромок и бамперов на приборах, оборудовании и машинах.
Цветные гранулы EPDM смешиваются с полиуретановыми связующими веществами и наносятся шпателем или распыляются на бетон, асфальт, отсев, блокировочный кирпич, дерево и т. д. для создания нескользящей, мягкой, пористой безопасной поверхности для влажных палуб, таких как палубы бассейнов. [17] Он используется в качестве безопасного покрытия под игровым оборудованием на детской площадке (предназначено для снижения травм при падении). [17] (см. Покрытие для детской площадки .)
Производство синтетического каучука в 2010-х годах превысило 10 миллионов тонн в год и составило более 15 миллионов тонн в 2017, 2018 и 2019 годах и лишь немного меньше в 2020 году. [18]
Помимо натурального каучука, многие синтетические каучуки... такие как... этилен-пропилен-диеновый мономерный каучук...
(этиленпропиленовый диеновый мономер) — каучук класса М, содержащий насыщенную цепь полиэтиленового типа.