Etilen propilen dien monomer (EPDM): svojstva, upotreba i vodič za kupnju

U sunčano srpanjsko poslijepodne, crni gumeni krov iznad logističkog centra od 10.000 četvornih metara može lako doseći 70°C. Brtve oko vrata pristaništa za utovar iz dana u dan suočavaju se s istom toplinom, plus ozon i ultraljubičasto zračenje. Zimi te iste komponente mogu imati temperature i do -30°C. Vrlo malo elastomera preživi taj raspon bez pucanja ili ukrućenja. Etilen propilen dien monomer (EPDM) ima i upravo je to razlog zašto je postao zadani materijal za krovne membrane s malim nagibom, automobilske vremenske trake i vanjske brtve.

Što je etilen propilen dien monomer (EPDM)?

Etilen propilen dien monomer je sintetski terpolimer proizveden kopolimerizacijom etilena i propilena s malom količinom nekonjugiranog diena. Polimerni lanac ima potpuno zasićenu okosnicu, dok dienski termonomer — obično etiliden norbornen (ENB) ili diciklopentadien (DCPD) — uvodi reaktivne bočne skupine koje omogućuju vulkanizaciju sumpora ili peroksida.

Slovo "M" u oznaci EPDM odnosi se na ASTM klasifikaciju za gume sa zasićenom polimetilenskom osnovom. Komercijalne vrste EPDM obično sadrže 45% do 75% etilena i 2% do 8% diena. Veći sadržaj etilena poboljšava čvrstoću u sirovom stanju i čini smjesu lakšom za preradu u ploče i profile; viši sadržaj diena osigurava više mjesta za umrežavanje, što povećava tvrdoću i modul dok malo smanjuje otpornost na toplinu. Ove varijable sastava objašnjavaju zašto se dva proizvoda koja se prodaju kao "EPDM" mogu vrlo različito ponašati u istoj primjeni.

Ključna svojstva EPDM gume

Pet svojstava utječe na većinu odluka o odabiru EPDM-a. Razumijevanje svakog od njih pomaže vam da izbjegnete uobičajenu pogrešku određivanja pravog polimera, ali pogrešnog spoja.

Otpornost na vremenske uvjete i ozon

Zasićena okosnica EPDM-a u biti je otporna na napad ozona. Prirodna guma i SBR mogu razviti ozonske pukotine unutar nekoliko tjedana izlaganja na otvorenom, dok EPDM spojevi podnose godine izravnog sunčevog svjetla i kiše bez pucanja površine. Ovo jedino svojstvo je razlog zašto EPDM dominira krovnim i vanjskim brtvljenjem.

Otpornost na toplinu i paru

EPDM kontinuirano radi na 120°C do 130°C, s povremenim vršcima do 150°C, ovisno o sustavu otvrdnjavanja. Spojevi stvrdnuti peroksidom poželjni su za rad na visokim temperaturama jer stvaraju poprečne veze ugljik-ugljik koje su stabilnije od polisulfidnih veza iz stvrdnjavanja sumporom. EPDM također izuzetno dobro podnosi paru i vruću vodu, što ga čini standardnim izborom za brtve bojlera, crijeva radijatora i brtve za uređaje.

Otpornost na kemikalije i vodu

EPDM je otporan na vodu, razrijeđene kiseline, lužine, ketone, alkohole i tekućine fosfatnih estera. Međutim, značajno bubri u dodiru s naftnim uljima, mineralnim uljima i ugljikovodičnim otapalima. Ako komponenta redovito dolazi u dodir s motornim uljem ili dizelskim gorivom, EPDM je pogrešan materijal — to je najskuplja pogreška zamjene koja se napravila pri odabiru gume.

Fleksibilnost na niske temperature

Ispravno formuliran EPDM ostaje fleksibilan do otprilike -45°C do -50°C, ovisno o sadržaju etilena i odabiru plastifikatora. Pokriva raspon potreban za gotovo sve automobilske i industrijske vanjske primjene, iako silikonska guma i dalje pobjeđuje na ekstremnoj hladnoći iznad -60°C.

Električna izolacija

S volumnim otporom između 10 ¹⁵ i 10 ¹⁷ ohm·cm, EPDM je pouzdan električni izolator za izolaciju kabela niskog i srednjeg napona i lijevanih komponenti.

Kako se EPDM uspoređuje s drugim gumama

Donja tablica sažima kako se EPDM ponaša u odnosu na druge uobičajene gume u svojstvima koja su najvažnija pri odabiru materijala.

Praktičan zaključak je jednostavan: odaberite EPDM kada je okruženje vlažno, vruće ili sunčano i nema naftne tekućine u kontaktu s materijalom. Kada je potrebna otpornost na ulje, bolje će poslužiti nitrilna guma ili fluoroelastomer.

Glavne primjene EPDM gume

Krovarstvo i izgradnja

Jednoslojne EPDM krovne membrane postavljaju se više od 40 godina i ostaju standardna opcija za komercijalne krovove s malim nagibom. Ista otpornost na vremenske uvjete čini EPDM vodećim materijalom za obloge za ribnjake, brtve spremnika za pitku vodu, brtve za prozore i poklopce dilatacijskih spojeva.

Automobilske komponente

Zaštitne lajsne oko vrata, poklopaca prtljažnika i krovnih otvora gotovo su uvijek izrađene od EPDM pjene ili čvrstih profila. Crijeva hladnjaka i grijača, brtve kočionog sustava i uvodnice za ožičenje također se oslanjaju na otpornost materijala na toplinu, vodu i rashladne tekućine za automobile.

Izolacija električnih kabela

EPDM smjese izoliraju niskonaponske energetske kabele, upravljačke kabele i žice motora. Otpornost gume na ozon posebno je korisna u vanjskim kabelima, gdje bi površinsko pucanje od ozona na kraju uništilo druge materijale.

Industrijske gumene ploče i prostirke

Kalandrirana EPDM folija uobičajeni je industrijski proizvod za brtve, jastučiće za izolaciju od vibracija, podnu zaštitu i pokrove vanjskih površina. Kupci biraju EPDM ploče kada im je potreban plosnati gumeni materijal koji će ostati stabilan na krovu, tvorničkom podu ili vanjskoj platformi bez degradacije pod sunčevom svjetlošću, kišom ili hladnoćom.

EPDM gumena ploča otporna na vremenske uvjete za brtvljenje i zaštitu Ova EPDM ploča podnosi sunčevu svjetlost, kišu i temperaturne promjene od -40°C do 150°C, što je čini izdržljivim izborom za vanjske brtve, krovne podloge i izolaciju od vibracija u zahtjevnim industrijskim okruženjima. Pogledajte proizvod →

Protuklizne gumene prostirke izrađene od EPDM-a podnose istu izloženost i dodaju površinski uzorak otporan na habanje. Ove se prostirke obično postavljaju na ulazima u radionicu, na stepenice kamiona, na rampe i u prostorima za stoku, gdje guma mora ostati fleksibilna i otporna na klizanje pod stalnim pješačkim prometom.

Izdržljiva karirana gumena podloga s protukliznom površinom S izdignutim kariranim uzorkom, ova gumena prostirka pruža pouzdanu vuču i apsorpciju udaraca za radionice, stepenice kamiona i rampe, gdje stalni pješački promet i mokri ili masni uvjeti zahtijevaju otpornost na klizanje. Pogledajte proizvod →

Kako se proizvode EPDM proizvodi

O konačnim svojstvima EPDM proizvoda odlučuje se u fazi spajanja. Polimer, čađa, plastifikatori, sredstva za stvrdnjavanje i ubrzivači se važu i miješaju u internoj miješalici, zatim se dalje homogeniziraju na otvorenom mlinu za miješanje. Loša disperzija čađe ili sredstava za stvrdnjavanje kasnije se pokazuje kao nedosljedna tvrdoća, slaba vlačna čvrstoća ili neravnomjerna kompresija u gotovom dijelu.

Listovi se formiraju prolaskom smjese kroz gumeni kalander s dva ili tri valjka za kontrolu debljine, dok se profili i crijeva izrađuju ekstruderima s toplim ili hladnim punjenjem. Oblikovani dijelovi kao što su brtve i brtve suše u preši za kompresijsko ili injekcijsko prešanje, gdje toplina i pritisak pokreću vulkanizaciju. Konzistentna kvaliteta ovisi i o receptu i o stanju opreme za preradu; a praktični vodič za strojeve za obradu gume objašnjava mogućnosti i ograničenja svake vrste stroja.

Za kupce je ovo važno jer isti EPDM polimer može dati vrlo različite krajnje proizvode ovisno o miješanju, oblikovanju i stvrdnjavanju. Ploča proizvedena na kalandru s istrošenim valjcima pokazuje varijaciju debljine po svojoj širini, dok oblikovana brtva s nedovoljnim vremenom stvrdnjavanja otkazuje mnogo ranije nego što bi sam materijal sugerirao.

Praktična razmatranja pri kupnji EPDM proizvoda

Kada ocjenjujete bilo koji EPDM proizvod, tražite potpunu specifikaciju spoja i imajte na umu ovih pet parametara:

• Tvrdoća (Shore A)
• Kompresija postavljena na radnu temperaturu
• Tolerancija debljine
• Ojačanje, kao što je umetanje tkanine
• Sustav stvrdnjavanja, peroksid ili sumpor

Set za tvrdoću i kompresiju

Tvrdoća je obično prva navedena specifikacija, s tipičnim rasponom Shore A od 40 do 90 za EPDM proizvode. Prava vrijednost ovisi o pritisku brtvljenja i o tome koliko pomaka dio mora apsorbirati. Za statičke brtve, kompresija je čak važnija od tvrdoće. Zatražite podatke o skupu kompresije izmjerene na 70°C ili 100°C, ne samo na sobnoj temperaturi, jer su stvarni radni uvjeti gotovo uvijek topliji.

Debljina i tolerancije

Za ploče i prostirke rijetko je dovoljna nazivna debljina. Raspitajte se o toleranciji debljine po cijeloj širini role. Ploča od 3 mm debljine 2,5 mm blizu rubova može stvoriti praznine u primjenama brtvljenja. Kvalitetna kalandrirana EPDM ploča obično se drži na otprilike ±0,2 do ±0,3 mm, a tu toleranciju treba potvrditi prije nego što naručite veliku količinu.

Pojačanje

Tamo gdje su dimenzijska stabilnost i vlačna čvrstoća kritični, EPDM folija s umetkom od tkanine pravi je izbor. Tkani sloj poliestera ili najlona sprječava istezanje ploče tijekom postavljanja i mehaničkog opterećenja. Za krovove i teške prostirke, ojačanje tkanine često je važnije od same vrste polimera.

Sustav stvrdnjavanja i aditivi

EPDM otvrdnut peroksidom nudi bolju otpornost na toplinu i niži set kompresije, dok se spojevi očvrsnuti sumporom lakše obrađuju i općenito daju veću fizičku snagu po nižoj cijeni. Vrsta čađe, izbor plastifikatora i sadržaj procesnog ulja utječu na cijenu i učinak. Usporedite punu specifikaciju spoja, ne samo naziv proizvoda, kada tražite EPDM za zahtjevno okruženje.

Ako planirate gumene komponente za vanjsku, mokru ili rad na visokim temperaturama, vrijedi provjeriti kako se EPDM ploče, protuklizne prostirke i oprema za stvrdnjavanje uklapaju u ostatak vaše proizvodne linije. Širi pregled rješenja proizvoda od gume može vam pomoći uskladiti odabir materijala s pravim proizvodnim procesima.

Završne misli

EPDM guma je pouzdani radni konj u obitelji elastomera. Njegova otpornost na vremenske uvjete, otpornost na toplinu, vodootpornost i električna izolacija nisu najbolji ni u jednoj pojedinačnoj kategoriji, ali kombinacija sve četiri po umjerenoj cijeni je ono što održava navedeni materijal za krovove, automobile, uređaje i industrijske primjene. Najvažnije pravilo odabira je i najjednostavnije: EPDM koristiti samo tamo gdje nema naftnih ulja. Kada je taj uvjet ispunjen, i kada su spojevi i obrada obavljeni ispravno, EPDM proizvodi rutinski traju duže od opreme na koju su ugrađeni.