اتیلن پروپیلن دی ان مونومر EPDM
Ethylene Propylene Diene Monomer
اتیلن-پروپیلن-دیان-مونومر (EPDM) یک کائوچوی مصنوعی و مهندسی است که از مونومرهای اتیلن، پروپیلن و مقدار کمی از مونومرهای دیان غیر کانجوگیت شده تشکیل شده است.
دیانهای مورد استفاده در ساختار این پلیمر معمولاً دیسیکلو پنتادین (DCPD)، اتیلیدین نوبورن (ENB) یا ۱-۴ هگزادیان هستند که هر کدام سرعت و شرایط متفاوتی از پخت را به پلیمر میبخشند.
کائوچوهای رایج EPDM، معمولاً شامل حدود ۵۰ الی ۷۵ درصد وزنی اتیلن هستند. گریدهایی با میزان اتیلن کمتر، آمورف (بینظم) بوده و فرآیندپذیری بسیار آسانی در تجهیزات تولیدی دارند.
خصوصیات فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی
الاستومرهای EPDM مقاومت بسیار خوبی در برابر حرارت، آب و هوا، ازن و پیرسازی دارند. همچنین عایقهای الکتریکی عالی محسوب میشوند.
- سختی: بین ۳۵ تا ۹۵ Shore A
- استحکام پارگی: ۱۵ تا ۵۰ KN/m
- استقامت دیالکتریک: ۲۲ تا ۵۵ kv/mm
- انعطافپذیری در دمای پایین و مقاومت بالا در برابر مانایی فشاری (Compression Set).
- مقاومت شیمیایی عالی: مقاوم در برابر اسیدها، بازها، هیدروکربنهای آلیفاتیک و روغنهای غیرنفتی.
- مقاومت بینظیر در برابر آب: EPDM به دلیل غیرقطبی بودن، مقاومترین لاستیک در برابر آب، آب داغ و بخار (تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد در غیاب هوا) است.
- مقاومت حرارتی بالا: به دلیل عدم وجود باند دوگانه در اسکلت اصلی پلیمر.
- مقاومت محیطی استثنایی در برابر ازن، اشعه فرابنفش (UV) و اکسیداسیون.
عوامل ساختاری تأثیرگذار بر روی خواص EPDM
جرم مولکولی و توزیع آن
با افزایش جرم مولکولی، استحکام کششی، استحکام پارگی و مقاومت حرارتی افزایش مییابد؛ اما ویسکوزیته مونی نیز بالا رفته و فرآیندپذیری دشوارتر میشود. از سوی دیگر، با گستردگی توزیع جرم مولکولی، فرآیندپذیری و غلتکپذیری آسانتر شده، قابلیت اکستروژن و ازدیاد طول تا نقطه شکست بهبود مییابد، هرچند ممکن است سرعت پخت و الاستیسیته کمی کاهش یابد.
میزان درصد اتیلن
افزایش درصد اتیلن باعث ایجاد پلیمری بلوریتر میشود. این امر بلورینگی، سختی، جذب پرکننده و استحکام کششی را بهبود میبخشد، اما اختلاط، خواص لاستیکی، انعطافپذیری در دمای پایین و الاستیسیته را کاهش میدهد.
میزان درصد ENB
افزایش مونومر ENB باعث افزایش سختی، الاستیسیته و سرعت پخت میگردد. در مقابل، این افزایش میتواند منجر به کاهش نسبی مقاومت حرارتی و مقاومت در برابر ازن شود.
کاربردهای کائوچو EPDM در صنایع
- سیم و کابل: مهمترین ویژگی EPDM عایق الکتریکی بودن آن است. کاهش ویسکوزیته مونی و توزیع گسترده جرم مولکولی، فرآیندپذیری روکش کابلها را به شدت بهبود میبخشد.
- شلنگ رادیاتور: این قطعات نیازمند مقاومت حرارتی، فشار و خستگی بالایی هستند. استفاده از گریدهایی با ویسکوزیته مونی بالا و درصد پروپیلن بیشتر، پایداری شکل و مقاومت حرارتی را تضمین میکند.
- تایر و تیوب: ویسکوزیته مونی پایین جهت بهبود چسبندگی در حالت اختلاط با کائوچو بوتیل اهمیت دارد. مقاومت در برابر نفوذ هوا و ازن از مزایای این کائوچو در تایرهاست.
- قطعات سیستمهای ترمز: نیازمند پایداری ابعادی بالا و مقاومت در برابر روغن ترمز. مونی ویسکوزیته پایین و توزیع جرم گسترده برای کامپاندهای ویژه این بخش حیاتی است.
- ایزوگام و پوششهای ضد آب: مقاومت بینظیر در برابر هوازدگی و نفوذ آب. در این کاربرد از گریدهایی با ویسکوزیته بالا و درصد اتیلن بیشتر جهت افزایش خواص مکانیکی و جذب پرکننده استفاده میشود.