EPDM – это название одной из разновидностей синтетического каучука с насыщенной цепью полиэтилена. Изготовление указанного полимера осуществляется в соответствии с требованиями межгосударственного стандарта – ГОСТ ISO 4097-2013 «Каучук этилен-пропилен-диеновый» (химическая формула – [-CH2CH2-]n-[-CH(CH3)CH2-]m). Предшественник EPDM – этиленпропиленовый каучук (EPR), который используют в качестве слоя изоляции для высоковольтных электрокабелей.
Расшифровка аббревиатуры ЕПДМ показывает, что она состоит из начальных букв компонентов, входящих в его состав:
- Этилена – его количество варьируется от 45 до 85%;
- Пропилена – содержание этого компонента может меняться от 20 до 50%;
- Диена, процентная доля которого может варьироваться от 2,5 до 12%, его присутствием обеспечивается нивелирование таких свойств обсуждаемого полимера, как ползучесть, липкость, тягучесть.
Литера «М» в аббревиатуре указывает на его классификацию по стандарту ASTM D-1418.
Свойства и характеристики
В составе резины марки EPDM, создаваемой на основе этилен-пропилен-диенового каучука в результате вулканизации последнего, содержится сажа, а потому цвет обсуждаемого эластичного пластика чёрный.
Изделия из резиновых смесей EPDM обладают рядом технических и эксплуатационных характеристик, делающих возможным их использование во многих отраслях промышленности:
- химстойкостью по отношению ко многим веществам и соединениям, в том числе агрессивным, например, к разбавленным кислотам, щелочам;
- стойкостью к воздействию факторов атмосферного характера: озона, ультрафиолетового излучения;
- термостойкостью, так, например, эксплуатация уплотнительных колец и уплотнений других типов из резины EPDM допустима в диапазоне рабочих температур от -50оС до +150оС;
- безопасностью, что делает возможным применение изделий из обсуждаемого нетоксичного материала в пищевой промышленности.
Ну и, конечно, в описании свойств резины EPDM нельзя не отметить, что мы имеем дело с мягким, пластичным, устойчивым к деформациям, износостойким материалом с длительным сроком службы, достигающим 30 лет.
Таблица №1. Механические свойства ЭПДМ
| №№ п/п | Показатели | Значения |
|---|---|---|
| 1. | Твёрдость по Шору | 30–90 |
| 2. | Предельное напряжение разрушения при растяжении | 17 МПа (500-2500 фунтов на квадратный дюйм) |
| 3. | Относительное удлинение после разрушения | ≥ 300% |
| 4. | Плотность | от 0,90 до > 2,0 г/см3 |
Таблица №2. Термические свойства EPDM
| №№ п/п | Показатели | Значения |
|---|---|---|
| 1. | Коэффициент теплового расширения, линейная | 160 мкм/(м · К) |
| 2. | Максимальная рабочая температура | +150оC |
| 3. | Минимальная рабочая температура | -50оC |
| 4. | Температура плавления | +385оC |
| 5. | Температура стеклования | -54оC |
Устойчивость
Резина EPDM демонстрирует хорошую устойчивость к/ко:
- многим органическим/неорганическим кислотам/щелочам;
- значительному числу растворителей: спиртам, кетонам, сложным эфирам;
- горячим воде и пару (температурой до +180оС);
- моющим средствам на основе соды и калиевых щелочей;
- солевым растворам и окисляющим действующим средам;
- тормозным жидкостям на основе гликоля;
- тяжело воспламеняющимся пневматическим жидкостям группы HFC, в частности, к гликолевой воде при условии полного отсутствия минеральных масел;
- тяжело воспламеняющимся пневматическим жидкостям группы HFD-R, в состав которых не входят минеральные масла.
Обсуждаемый материал проявляет среднюю устойчивость к силиконовым масла и жирам, перед применением резиновых уплотнений EPDM в обозначенных рабочих средах следует проводить испытания.
Резина EPDM демонстрирует низкую/нулевую устойчивость к:
- алифатическим углеводородам: пропану, бутану, бензинам;
- ароматическим, хлорированным углеводородам;
- гидравлическим жидкостям, подверженным биологическому разложению;
- минеральным маслам/жирам;
- растительным/животным маслам/жирам;
- тяжело воспламеняющимся пневматическим жидкостям групп HFA, HFB и HFD-S.
Как видите, изделиям из резины EPDM не присущи такие свойства, как бензостойкость и маслостойкость, это обозначает, что они не являются маслобензостойкими.
Сферы применения
На современном рынке изделия из ЭПДМ-каучука представлены широко и многообразно. Это неудивительно, ведь они нашли применение во многих отраслях хозяйствования, к числу которых относятся:
- автомобилестроение – указанный материал в виде уплотнителей часто используют в системах воздухоохлаждения и торможения, а также в багажниках и капотах;
- строительная отрасль – в этой сфере ЭПДМ-каучук применяют, возводя гидротехнические сооружения, в частности, бассейны, создавая для последних защитные нескользкие мягкие покрытия, спешивая гранулы из резины с полиуретаном (в качестве связующего компонента);
- пищевая промышленность.
Помимо этого, уплотнители EPDM нашли применение на предприятиях, занимающихся производством мебели (шкафов-купе), холодильных камер, душевых кабин, моющих/чистящих технических устройств.
Какие изделия изготавливают из EPDM
Обсуждаемый эластомер используют для производства:
- муфт холодной усадки;
- уплотнительных прокладок для стиральных/посудомоечных машин;
- уплотнений для тормозных/воздухоохлаждающих систем автомобилей;
- изоляционных покрытий для проводов/кабелей;
- конвейерных лент;
- колец круглого сечения;
- гидроизоляционных листов;
- крышек роликов;
- шлангов;
- ремней.
Кроме того, EPDM применяют для изготовления мембранных плёнок и тканей.
Преимущества
Изделия из EPDM пользуются стабильно высоким спросом. Последний обусловлен их отменными технико-эксплуатационными характеристиками, унаследованными от эластомера, из которого они изготовлены.
Прежде всего, разговор ведётся о хорошей устойчивости резины марки EPDM к:
- атмосферным факторам: УФ-излучению, озону;
- воде и пару;
- моющим средствам;
- различным химическим соединениям: кислотам/основаниям, смазкам, многим растворителя и прочим веществам (см. раздел «Устойчивость»).
К числу несомненных достоинств обсуждаемого эластомера относится длительный срок службы изготовленных из него РТИ. Кроме того, EPDM – термостойкий легко обрабатываемый материал, изделия из которого можно приобрести по вполне доступным ценам.
Недостатки
Минусы использования уплотнителей из EPDM, так же, как и плюсы обусловлены свойствами самого материала:
- практическим отсутствием маслостойкости, бензостойкости, а это значит, что резиновые изделия технического назначения из обсуждаемого эластомера не относятся к категории маслобензостойких, кроме того, они демонстрируют низкую устойчивость к нефтепродуктам;
- существованием некоторых ограничений в эксплуатации по диапазону рабочих температур (см. таблицу №2);
- меньшей, в сравнении с изделиями из других видов резины, полученных из вулканизированного натурального каучука, прочностью на разрыв.
А также следует отметить более низкую стойкость к истиранию уплотнений из EPDM.
Ответы на вопросы
Как уже отмечалось, аббревиатура EPDM расшифровывается следующим образом: этилен-пропилен-диеновый каучук. По сути, ЕПДМ – это обозначение огромной группы соединений с разными химическими формулами. Однако в основе каждого из них лежит обозначенный полимер с обязательными добавками сажи, лёгких наполнителей, антиоксидантов, пластификаторов, оксида цинка, отвердителей и прочих вспомогательных компонентов. Ну и, конечно, в состав всех соединений, в маркировке которых присутствует обозначение «EPDM», входит сера, которая используется в качестве катализатора реакции вулканизации каучука для превращения последнего в резину. А это значит, что вопрос: «Существуют ли различные виды/типы EPDM?», – имеет утвердительный ответ.
Срок службы РТИ зависит от многих факторов, в первую очередь, от условий хранения и эксплуатации. Эта закономерность в полной мере касается и уплотнений из EPDM. Тем не менее, указанный эластомер выгодно отличается от многих марок резины длительностью срока службы, который при идеальных условиях хранения/транспортировки/эксплуатации может достигать 25-30 лет. Если же говорить о средней долговечности обсуждаемых РТИ, то она варьируется в диапазоне 15-20 лет.
Как уже отмечалось, ЕПДМ – это обозначение большой группы соединений с различными химическими формулами, о которых в целом нельзя сказать, что они пригодны для использования в качестве уплотнений в оборудовании, так или иначе соприкасающемся с пищевыми продуктами. Однако детали, изготовленные из некоторых типов резины EPDM, в частности, отверждённых перекисью, нашли широкое применение в пищевой промышленности.
Заключение
EPDM – эластомер, созданный ещё в 60-е годы прошлого века, не утратил своей актуальности. Он по-прежнему относится к числу самых популярных материалов для создания различных резинотехнических изделий. Востребованность ЕПДМ обусловлена его отменными технико-эксплуатационными характеристиками: атмосферостойкостью, достаточно широким диапазоном рабочих температур, нейтральностью по отношению ко многим агрессивным веществам/соединениям, долговечностью, хорошими диэлектрическими свойствами. Всё это делает EPDM одним из самых стойких материалов, уступающим по указанному параметру только фторкаучукам.
