EPDM在发动机冷却系统和空调制冷系统密封件中的应用
EPDM用于制作发动机冷却系统中的密封圈。此类产品接触的介质是防冻液、阳光、水、臭氧,使用温度在-40℃~125℃,短期耐热温度可达135℃。此类零件采用的EPDM,硬度(邵氏A)为60~80(制冷系统中应用的圆密封圈为75);其拉伸强度应在10.5MPa以上;断裂伸长率一般在175%以上;在伸长率50%下的定伸应力为1~2MPa;在伸长率**下的定伸应力为2~5MPa以上;压缩变形(150℃,22h)应小于20%;其玻璃化转变温度(TR)比较大为-50℃;耐臭氧老化(50pphm,拉伸20%,72h)应无裂纹;对于发动机冷却系统中应用的密封件应进行冷却液试验(将试样放于防冻液中,150℃,166h,试验压力约0.4MPa),其硬度变化应为±5,拉伸强度变化应为±20%,断裂伸长率变化应为-15%~20%,体积改变应在±5%;对于空调系统中应用的密封件,应进行制冷剂试验(将试样放于PAG、ND8制冷剂中,100℃,70h)其硬度变化**多为±5,拉伸强度变化**多为±20%,断裂伸长率变化**多为-15%~20%,体积改变应在±5%之内;热老化试验(150℃,70h),其硬度变化应为±5,拉伸强度下降应小于10%,伸长率的下降不能超过10%。 三元制乙丙橡胶不但具有优异的电绝缘性能,而且耐臭氧、耐火、耐候、防老化。锦湖KUMHO耐热EPDM
2. EPDM分子结构和特性;
三元乙丙是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物。二烯烃具有特殊的结构,只有两键之一的才能共聚,不饱和的双键主要是作为交链处。另一个不饱和的不会成为聚合物主链,只会成为边侧链。三元乙丙的主要聚合物链是完全饱和的。这个特性使得三元乙丙可以抵抗热,光,氧气,尤其是臭氧。三元乙丙本质上是无极性的,对极性溶液和化学物具有抗性,吸水率低,具有良好的绝缘特性。
主链上没有双键—耐臭氧耐候性(光,紫外线),优异的耐热氧老化性(可达 160℃)
天然碳氢树脂—低温柔韧性好,优异的电性能和耐化学性能
低密度高填充—降低胶料成本
组分范围宽泛—乙烯含量从低到高,ENB 从 0 到高,分子量范围宽泛
在三元乙丙生产过程中,通过改变三单体的数量,乙烯丙烯比,分子量及其分布以及硫化的方法可以调整其特性。 锦湖KUMHO耐热EPDM三元乙丙橡胶(EPDM)常用依据不同的性能要求可使用硫黄、过氧化物及树脂硫化。
EPDM的动态疲劳性能
乙丙橡胶为非结晶橡胶,其抗疲劳性能尤其是抗龟裂增长不是很好,与SBR相当。特别是过氧化物硫化的EPDM硫化胶,其抗疲劳性能更差。一般认为初始龟裂与橡胶的缺点有关,而龟裂增长与橡胶的拉伸强度和抗撕裂强度有关,因此提高硫化胶的均一性和强度均有助于抗疲劳性能的提高。丙烯酸金属盐尤其是二甲基丙烯酸锌(ZDMA)是EPDM较为理想增强材料ZDMA补强EPDM是先将微米级别的ZDMA混入橡胶基体中,然后在过氧化物的作用下,ZDMA从微米颗粒上脱落下来溶入橡胶基体中,再发生原位聚合形成聚丙烯酸金属盐纳米粒子,从而对橡胶产生***增强。该复合材料通过过氧化物引发交联后,能产生键能较高的C-O-Zn2+-O-C(293kJ/m01)离子键,强度高,撕裂强度好。离子键在动态疲劳下,有自动“愈合”功能,因此抗疲劳性能非常优异。实验表明,用DMA牢b强的过氧化物交联的EPDM硫化胶,其DeMattia屈挠疲劳寿命是未力NZDMA数十倍,比硫黄硫化的EPDM增加近一倍洲。
A.Estrin等用马来酸酐聚丁二烯(PBDMA)处理芳纶、尼龙聚酯和棉等纤维,结果**提搞这些短纤维在EPDM的黏合作用。岑兰等探讨了几种硅烷偶联剂预处理棉短纤维(SCF)种类、取向和用量对短纤维/橡胶复合材料(SFRC)力学性能和老化性能的影响。研究结果表明:与未处理SCF相比,硅烷偶联剂预处理的SCF.具有更佳的补强性能,SFRC的拉伸强度、撕裂强度和扯断伸长率更高。其中,硅烷偶联剂KH-570(3-氨丙基三乙氧基硅烷)和KH-580(3-巯丙基三乙氧基硅烷)处理SCF对EPDM的增***果更为明显。吴卫东等比较了表面特殊处理、常规此理和未处理的尼龙纤维对EPDM/尼龙复合材料性能影响,结果表明,经表面特殊处理的SFRC屈服强度**提高,拉伸断裂后纤维表面存在一定厚度且柔韧的界面过渡薄层。三元乙丙橡胶的分子量及分布可以通过凝胶渗透色谱法使用二氯苯作为溶剂在高温下(150℃)测量而得。
EPDM的应用领域1.汽车领域:三元乙丙橡胶主要用于汽车上的耐热软管、汽车门窗密封胶条、汽车室内的橡胶垫、轮胎白色胎侧胶、防护罩,乙丙橡胶与PP的改性材料用于制造汽车方向盘、保险杠、驾驶仪表板、挡泥板、空气导管、汽车风扇、散热格栅及各种管件等。2.建筑防水材料:建筑业***使用乙丙橡胶作为防水卷材,具有寿命长(约为30年)、强度大、弹性好、防水可靠、施工方便、危险性小等特点。***地应用于防水领域,用于房屋、桥梁、隧道、水库、堤坝等的防水工程3..电线电缆三元制乙丙橡胶不但具有优异的电绝缘性能,而且耐臭氧、耐火、耐候、防老化。因此***用作电力电缆、矿用电缆、***舰艇的电线电缆,X射线直流电压电缆、原子能装置用电缆等耐热和耐高压等技术要求较高的领域。在工业发达国家,家用电器和办公设备耐热部分也***采用乙丙橡胶作为电线电缆的绝缘材料。另外EPDM具有较高的填料和油类填充性,所以可以填充导电碳黑或其它材料,制得导电或半导电橡胶。 用过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在更苛刻的条件下使用。锦湖KUMHO耐热EPDM
三元乙丙橡胶耐过热水性能亦较好,但与所用硫化系统密切相关。锦湖KUMHO耐热EPDM
乙丙胶与高不饱和胶种并用二:
在拉断强度降低幅度比较大的并用比时(EPDM/NR=75/25)碘值与拉断强度的关系。拉断强度随碘值增大而直线上升,这说明通过提高碘值可以改善并用胶的共硫化性,至于第三单体的效果,在同一碘值下进行的比较表明,硫化速度快的乙叉降冰片烯EPDM胶共硫化性远为优越,但决定的因素还是碘值。其次,调节硫化的特性也是有力的措施,并用胶的拉断强度随硫化促进剂种类的不同而有明显的差异,采用低速促进剂时的拉断强度比采用超速促进剂高得多,硫化速度(V)和硫化速度常数(K)与高不饱和橡胶的相应值越接近越好。
炭黑的影响如下:补强性越大,则拉断强度越高,不同掺和方法的并用胶物理性能不同中两种方法:一种为生胶掺和法,即先将生胶相互掺和,然后再加配合剂。另一种为母炼胶掺和法:系两种生胶先分别加配合剂,***将两种胶料掺和,性能以后者为佳。
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