Estudi i anàlisi del conjunt de compressió de cautxú EPDM amb una duresa diferent
El cautxú d’etilè-proilè-diè (EPDM) s’ha utilitzat àmpliament en automòbils, construcció, elèctric i altres camps per la seva excel·lent resistència al temps, resistència a l’ozó, resistència a la calor i bones propietats d’aïllament elèctric. La duresa del cautxú EPDM és un factor essencial per determinar el seu rendiment, i el cautxú EPDM de diferent duresa és diferent pel que fa a propietats mecàniques, la resistència envellida, la resistència a la corrosió química, etc., especialment en el conjunt de compressió (CS), el cautxú EPDM de diferents dures de duresa mostra diferències òbvies. Per tant, és de gran importància estudiar les característiques del conjunt de compressió del cautxú EPDM amb diferents dures per optimitzar el disseny de formulació i millorar la vida útil del material.
Definició i influència dels factors del conjunt de compressió
El conjunt de compressió (CS) fa referència a la deformació d’un material de goma que no es pot recuperar completament després de la descàrrega en determinades condicions de temperatura, temps i relació de compressió, després d’haver estat sotmès a una determinada pressió, normalment expressada en percentatge. El CS de goma EPDM es veu afectat principalment pels següents factors:
Factors de formulació
L’estructura molecular de la relació EPDM: etilè/propilè (relació E/P) i el contingut de monòmers de Diene tenen un impacte directe en la densitat de reticulació i la capacitat de recuperació elàstica de l’EPDM. En general, els EPDM amb alt contingut en etilè tenen una rigidesa més forta i una CS més baixa després de la reticulació, mentre que els EPDM amb alt contingut de propilè tenen una millor flexibilitat, però CS més elevada.
Sistema reticulat: el sistema de vulcanització de sofre i el sistema de vulcanització de peròxids tenen un impacte més gran en la CS. Els EPDM de sofre-sulfuritzats generalment tenen una elasticitat més elevada, però CS més gran, mentre que els EPDM de peroxids-sulfur tenen CS inferior a causa dels enllaços de reticulació estables.
Sistema d’ompliment: la quantitat i el tipus de càrregues com el negre de carboni i la sílice afecten la duresa i el rendiment de recuperació del cautxú. L’augment del contingut de farciment pot augmentar la duresa, però pot comportar un augment de la CS.
Plasticizers: L’addició d’oli de parafina, oli naftènic i plastificadors d’èster reduirà la duresa del cautxú i millorarà la flexibilitat del material, però l’addició excessiva reduirà la densitat de reticulació i provocarà l’augment de CS.
Factors físics
Duresa (Shore A): La duresa del cautxú afecta directament la seva capacitat de recuperació de compressió. En general, les gomes EPDM amb una duresa inferior són difícils de recuperar després del conjunt de compressió, amb CS més gran, mentre que les gomes de duresa més alta EPDM tenen CS més petites.
Temperatura: Alta temperatura accelera la relaxació i la fluïdesa del cautxú, provocant que CS augmenti, de manera que CS és un indicador de rendiment clau en escenaris d’aplicació d’alta temperatura.
Temps: a mesura que augmenta el temps de compressió, la xarxa de reticulació del cautxú està sotmesa a una major relaxació d’estrès, donant lloc a un augment de CS.
Factors ambientals: la humitat, els oxidants, els dissolvents, etc. tenen un impacte important en el CS de l'EPDM, especialment el fenomen que el CS de l'EPDM de sulfur de peròxid pot augmentar en un entorn d'alta temperatura i humitat.
Característiques CS de les gomes EPDM de diferents dures
Baixa duresa EPDM (40-50 shore a)
Els EPDM de baixa duresa contenen normalment més plastificants i tenen una densitat de reticulació inferior, que presenta una major flexibilitat i un mòdul baix. Les característiques del conjunt de compressió d’aquestes gomes EPDM són les següents:
CS Alt: EPDM de baixa duresa és propens a la deformació plàstica sota estrès compressiu i la capacitat de recuperació és pobra, de manera que CS sol ser 30-50%.
L’efecte de la temperatura és significatiu: per sobre dels 100 graus, el CS de l’EPDM de baixa duresa augmenta notablement, sovint en més d’un 50% o fins i tot fins al 70%.
Escenari de l'aplicació: és adequat per a aplicacions amb requisits baixos per a la recuperació de compressió, com ara les intervencions d'automòbils, les juntes de baix cost, etc.
Medi Hardness epdm (55-65 shore a)
La fórmula de goma EPDM de durada mitjana és més equilibrada, amb una bona resiliència i resistència a la compressió, i el seu rendiment CS és el següent:
CS Mitjà: generalment entre 20-35%, en comparació amb EPDM de baixa duresa, hi ha una gran millora.
El sistema reticulat té un impacte significatiu: el CS es pot reduir a 15-25% per a EPDM amb vulcanització de peròxid, mentre que el CS per a EPDM en el sistema de vulcanització de sofre pot estar en el rang de 25-35%.
Bona temperatura Estabilitat: per sota dels 120 graus, el CS canvia menys i és adequat per a sistemes de segellat automobilístic, segells industrials i altres ocasions que requereixen recuperació de compressió mitjana.
Alta duresa epdm (70-85 shore a)
El cautxú EPDM de gran durada té un alt contingut de farciment i una gran densitat de reticulació, de manera que les seves característiques CS són les següents:
CS baix: normalment en el rang 10-25%, especialment els epdms de sulfur de peròxid amb altes densitats de reticulació, poden reduir CS a 10-15%.
Excel·lent estabilitat a alta temperatura: pot mantenir un C relativament baix (<30%) in an environment of 150°C, which is suitable for long-term use at high temperatures.
Aplicacions: és adequat per a segells d’alta pressió, sistemes de segellat industrial a alta temperatura i productes químics resistents a productes químics, etc.