Vào một buổi chiều tháng Bảy đầy nắng, mái cao su đen phía trên trung tâm hậu cần rộng 10.000 mét vuông có thể dễ dàng đạt tới 70°C. Các vòng đệm xung quanh cửa bến xếp hàng phải đối mặt với nhiệt độ như nhau, cộng với bức xạ ozone và tia cực tím, ngày này qua ngày khác. Vào mùa đông, những thành phần tương tự có thể có nhiệt độ xuống tới -30°C. Rất ít chất đàn hồi tồn tại trong phạm vi đó mà không bị nứt hoặc cứng lại. Ethylene propylene diene monome (EPDM) làm được điều đó và đó chính xác là lý do tại sao nó trở thành vật liệu mặc định cho màng lợp mái có độ dốc thấp, tấm chống thời tiết ô tô và miếng đệm ngoài trời.
Ethylene Propylene Diene Monome (EPDM) là gì?
Monome ethylene propylene diene là một terpolyme tổng hợp được sản xuất bằng cách đồng trùng hợp ethylene và propylene với một lượng nhỏ diene không liên hợp. Chuỗi polymer có khung bão hòa hoàn toàn, trong khi termonomer diene - thường là ethylidene norbornene (ENB) hoặc dicyclopentadiene (DCPD) - đưa ra các nhóm bên phản ứng cho phép lưu hóa lưu huỳnh hoặc peroxide.
Chữ "M" trong ký hiệu EPDM đề cập đến phân loại của ASTM dành cho cao su có khung chính là loại polymetylen bão hòa. Các loại EPDM thương mại thường chứa 45% đến 75% ethylene và 2% đến 8% diene. Hàm lượng ethylene cao hơn giúp cải thiện độ bền của lá và làm cho hợp chất dễ dàng xử lý thành tấm và dạng định hình hơn; hàm lượng diene cao hơn cung cấp nhiều vị trí liên kết ngang hơn, làm tăng độ cứng và mô đun đồng thời giảm nhẹ khả năng chịu nhiệt. Các biến thành phần này giải thích tại sao hai sản phẩm đều được bán dưới dạng "EPDM" có thể hoạt động rất khác nhau trong cùng một ứng dụng.
Đặc tính chính của cao su EPDM
Năm thuộc tính thúc đẩy hầu hết các quyết định lựa chọn EPDM. Hiểu từng loại giúp bạn tránh được lỗi phổ biến khi xác định đúng polyme nhưng sai hợp chất.
Kháng thời tiết và Ozone
Nền tảng bão hòa của EPDM về cơ bản là miễn nhiễm với sự tấn công của tầng ozone. Cao su tự nhiên và SBR có thể phát triển các vết nứt tầng ozone trong vòng vài tuần sau khi tiếp xúc ngoài trời, trong khi các hợp chất EPDM chịu được nhiều năm nắng và mưa trực tiếp mà không bị nứt bề mặt. Thuộc tính duy nhất này là lý do tại sao EPDM chiếm ưu thế trong tấm lợp và lớp chống thấm bên ngoài.
Khả năng chịu nhiệt và hơi nước
EPDM hoạt động liên tục ở nhiệt độ 120°C đến 130°C, với các đỉnh không liên tục lên tới 150°C tùy thuộc vào hệ thống xử lý. Các hợp chất được xử lý bằng peroxide được ưu tiên sử dụng ở nhiệt độ cao vì chúng tạo thành các liên kết ngang carbon-carbon ổn định hơn các liên kết polysulfide từ lưu huỳnh. EPDM cũng có khả năng chống hơi nước và nước nóng cực kỳ tốt, khiến nó trở thành lựa chọn tiêu chuẩn cho vòng đệm nồi hơi, ống tản nhiệt và miếng đệm thiết bị.
Kháng hóa chất và nước
EPDM chống lại nước, axit loãng, kiềm, xeton, rượu và chất lỏng este photphat. Tuy nhiên, nó phồng lên đáng kể khi tiếp xúc với dầu mỏ, dầu khoáng và dung môi hydrocarbon. Nếu một bộ phận thường xuyên tiếp xúc với dầu động cơ hoặc nhiên liệu diesel thì EPDM là vật liệu không phù hợp - đó là lỗi thay thế tốn kém nhất khi lựa chọn cao su.
Tính linh hoạt ở nhiệt độ thấp
EPDM có công thức phù hợp vẫn linh hoạt ở nhiệt độ khoảng -45°C đến -50°C, tùy thuộc vào hàm lượng ethylene và lựa chọn chất làm dẻo. Nó bao phủ phạm vi cần thiết cho hầu hết các ứng dụng ngoài trời trong ô tô và công nghiệp, mặc dù cao su silicon vẫn hoạt động hiệu quả trong điều kiện cực lạnh trên -60°C.
Cách điện
Với điện trở suất khoảng 10 15 và 10 17 ohm·cm, EPDM là chất cách điện đáng tin cậy dùng để cách điện cáp hạ thế và trung thế cũng như các bộ phận đúc.
EPDM so sánh với các loại cao su khác như thế nào
Bảng dưới đây tóm tắt cách hoạt động của EPDM so với các loại cao su thông thường khác ở các đặc tính quan trọng nhất trong quá trình lựa chọn vật liệu.
| Tài sản | EPDM | Cao su thiên nhiên | Nitrile (NBR) | Cloropren (CR) |
|---|---|---|---|---|
| Kháng ôzôn | Tuyệt vời | Nghèo | Nghèo | Tốt |
| Khả năng chịu nhiệt liên tục | 130°C | 90°C | 100°C | 110°C |
| Kháng dầu | Nghèo | Nghèo | Tuyệt vời | Trung bình |
| Khả năng chống nước và hơi nước | Tuyệt vời | Tốt | Trung bình | Tốt |
| Tính linh hoạt ở nhiệt độ thấp | Tuyệt vời | Tuyệt vời | Trung bình | Tốt |
| Chi phí tương đối | Trung bình | Thấp | Trung bình | Cao |
Bài học thực tế rất đơn giản: chọn EPDM khi môi trường ẩm ướt, nóng hoặc nắng và không có chất lỏng dầu mỏ tiếp xúc với vật liệu. Khi cần có khả năng chống dầu, cao su nitrile hoặc fluoroelastomer sẽ hoạt động tốt hơn.
Các ứng dụng chính của cao su EPDM
Tấm lợp và xây dựng
Màng lợp EPDM một lớp đã được lắp đặt trong hơn 40 năm và vẫn là lựa chọn tiêu chuẩn cho mái nhà thương mại có độ dốc thấp. Khả năng chống chịu thời tiết tương tự khiến EPDM trở thành vật liệu hàng đầu để lót ao, bịt kín bể chứa nước uống, gioăng cửa sổ và nắp khe co giãn.
Linh kiện ô tô
Các dải chống thời tiết xung quanh cửa ra vào, nắp cốp và cửa sổ trời hầu như luôn được làm bằng xốp EPDM hoặc các cấu hình rắn. Ống tản nhiệt và bộ sưởi, vòng đệm hệ thống phanh và vòng đệm dây điện cũng phụ thuộc vào khả năng chịu nhiệt, nước và chất lỏng làm mát ô tô của vật liệu.
Cách điện cáp điện
Hợp chất EPDM cách điện cáp điện hạ áp, cáp điều khiển và dây dẫn động cơ. Khả năng chống ôzôn của cao su đặc biệt có lợi khi chạy cáp ngoài trời, nơi vết nứt bề mặt do ôzôn cuối cùng sẽ phá hủy các vật liệu khác.
Tấm và thảm cao su công nghiệp
Tấm EPDM được cán lịch là một sản phẩm công nghiệp phổ biến dùng làm miếng đệm, miếng đệm chống rung, bảo vệ sàn và lớp phủ bề mặt ngoài trời. Người mua chọn tấm EPDM khi họ cần vật liệu cao su phẳng có thể duy trì ổn định trên mái nhà, sàn nhà máy hoặc bệ ngoài trời mà không bị xuống cấp dưới ánh nắng, mưa hoặc lạnh.
Tấm cao su EPDM chịu được thời tiết để bịt kín và bảo vệ Tấm EPDM này chịu được ánh nắng, mưa và nhiệt độ dao động từ -40°C đến 150°C, khiến nó trở thành lựa chọn bền bỉ cho các miếng đệm ngoài trời, tấm lợp và cách ly rung trong các môi trường công nghiệp đòi hỏi khắt khe. Xem sản phẩm → Thảm cao su chống trượt được làm từ EPDM xử lý cùng mức độ tiếp xúc và thêm kiểu bề mặt chống mài mòn. Những tấm thảm này thường được lắp đặt ở lối vào xưởng, trên bậc thang xe tải, trên đường dốc và trong khu vực chăn nuôi, nơi cao su phải mềm dẻo và chống trơn trượt khi đi lại liên tục.
Thảm cao su rô bền với bề mặt chống trượt Với họa tiết ca-rô nổi lên, tấm thảm cao su này mang lại lực kéo và khả năng hấp thụ sốc đáng tin cậy cho nhà xưởng, bậc xe tải và đường dốc, nơi người đi bộ liên tục và điều kiện ẩm ướt hoặc nhờn đòi hỏi khả năng chống trượt. Xem sản phẩm → Sản phẩm EPDM được sản xuất như thế nào
Hiệu suất cuối cùng của sản phẩm EPDM được quyết định ở giai đoạn kết hợp. Polyme, muội than, chất làm dẻo, chất đóng rắn và chất xúc tiến được cân và trộn trong máy trộn bên trong, sau đó được đồng nhất hóa thêm trên máy trộn mở. Độ phân tán kém của muội than hoặc chất đóng rắn xuất hiện sau này do độ cứng không đồng đều, độ bền kéo yếu hoặc lực nén không đồng đều ở sản phẩm hoàn thiện.
Các tấm được hình thành bằng cách đưa hợp chất qua máy cán cao su có hai hoặc ba cuộn để kiểm soát độ dày, trong khi các cấu hình và ống mềm được chế tạo bằng máy đùn cấp liệu nóng hoặc cấp liệu lạnh. Các bộ phận đúc như vòng đệm và miếng đệm được xử lý trong máy ép nén hoặc máy ép phun, nơi nhiệt và áp suất kích hoạt quá trình lưu hóa. Chất lượng ổn định phụ thuộc vào cả công thức và tình trạng của thiết bị chế biến; một hướng dẫn thực hành về máy chế biến cao su giải thích khả năng và giới hạn của từng loại máy.
Đối với người mua, điều này quan trọng vì cùng một loại polymer EPDM có thể tạo ra các sản phẩm cuối cùng rất khác nhau tùy thuộc vào việc trộn, tạo hình và xử lý. Một tấm được sản xuất trên lịch với các cuộn bị mòn cho thấy sự thay đổi độ dày theo chiều rộng của nó, trong khi một con dấu đúc không đủ thời gian xử lý sẽ hỏng sớm hơn nhiều so với bản thân vật liệu gợi ý.
Những cân nhắc thực tế khi mua sản phẩm EPDM
Khi đánh giá bất kỳ sản phẩm EPDM nào, hãy yêu cầu thông số kỹ thuật hợp chất hoàn chỉnh và ghi nhớ năm thông số sau:
- Độ cứng (Bờ A)
- Bộ nén ở nhiệt độ vận hành
- Dung sai độ dày
- Gia cố, chẳng hạn như chèn vải
- Hệ thống chữa bệnh, peroxide hoặc lưu huỳnh
Bộ độ cứng và nén
Độ cứng thường là thông số kỹ thuật đầu tiên được liệt kê, với phạm vi Shore A điển hình từ 40 đến 90 cho các sản phẩm EPDM. Giá trị phù hợp phụ thuộc vào áp suất bịt kín và mức độ chuyển động mà bộ phận phải hấp thụ. Đối với các miếng đệm tĩnh, bộ nén thậm chí còn quan trọng hơn độ cứng. Yêu cầu dữ liệu bộ nén được đo ở 70°C hoặc 100°C, không chỉ ở nhiệt độ phòng, vì điều kiện sử dụng thực tế hầu như luôn nóng hơn.
Độ dày và dung sai
Đối với tấm và thảm, độ dày danh nghĩa hiếm khi đủ. Hỏi về dung sai độ dày trên toàn bộ chiều rộng cuộn. Một tấm 3 mm có kích thước 2,5 mm ở gần các cạnh có thể tạo ra những khoảng trống trong các ứng dụng bịt kín. Tấm EPDM được cán lịch chất lượng thường được giữ ở khoảng ± 0,2 đến ± 0,3 mm và dung sai đó phải được xác nhận trước khi bạn đặt hàng lớn.
gia cố
Trong trường hợp độ ổn định kích thước và độ bền kéo là rất quan trọng, tấm EPDM có chèn vải là lựa chọn phù hợp. Lớp dệt polyester hoặc nylon giúp tấm vải không bị giãn trong quá trình lắp đặt và dưới tải trọng cơ học. Đối với tấm lợp và thảm nặng, việc gia cố bằng vải thường quan trọng hơn chính lớp polyme.
Hệ thống chữa bệnh và phụ gia
EPDM được xử lý bằng peroxide mang lại khả năng chịu nhiệt tốt hơn và độ nén thấp hơn, trong khi các hợp chất được xử lý bằng lưu huỳnh dễ xử lý hơn và thường mang lại độ bền vật lý cao hơn với chi phí thấp hơn. Loại muội than, lựa chọn chất làm dẻo và hàm lượng dầu xử lý đều ảnh hưởng đến giá cả và hiệu suất. So sánh thông số kỹ thuật của hợp chất đầy đủ, không chỉ tên sản phẩm, khi tìm nguồn cung ứng EPDM cho môi trường đòi hỏi khắt khe.
Nếu bạn đang lên kế hoạch sử dụng các bộ phận cao su ngoài trời, ẩm ướt hoặc nhiệt độ cao, bạn nên xem lại tấm EPDM, thảm chống trượt và thiết bị bảo dưỡng phù hợp như thế nào với phần còn lại của dây chuyền sản xuất của bạn. Một cái nhìn tổng quát hơn về giải pháp sản phẩm cao su có thể giúp bạn phối hợp lựa chọn nguyên liệu với quy trình sản xuất phù hợp.
suy nghĩ cuối cùng
Cao su EPDM là sản phẩm đáng tin cậy của dòng chất đàn hồi. Khả năng chống chịu thời tiết, khả năng chịu nhiệt, khả năng chống nước và cách điện của nó không phải là tốt nhất trong bất kỳ danh mục nào, nhưng sự kết hợp của cả bốn loại ở mức giá vừa phải là điều giúp vật liệu này luôn được ưa chuộng trong các ứng dụng lợp mái, ô tô, thiết bị và công nghiệp. Quy tắc lựa chọn quan trọng nhất cũng là đơn giản nhất: chỉ sử dụng EPDM khi không có dầu mỏ. Khi điều kiện đó được đáp ứng và khi việc trộn và xử lý được thực hiện chính xác, các sản phẩm EPDM thường tồn tại lâu hơn các thiết bị được trang bị chúng.
Previous