เอทิลีนโพรพิลีนไดอีนโมโนเมอร์ (EPDM): คุณสมบัติ การใช้ และคู่มือการซื้อ

ในบ่ายวันที่อากาศแจ่มใสของเดือนกรกฎาคม หลังคายางสีดำเหนือศูนย์โลจิสติกส์ขนาด 10,000 ตารางเมตรสามารถมีอุณหภูมิสูงถึง 70°C ได้อย่างง่ายดาย ซีลบริเวณประตูท่าเรือขนสินค้าต้องเผชิญกับความร้อนเท่ากัน รวมถึงโอโซนและรังสีอัลตราไวโอเลตวันแล้ววันเล่า ในฤดูหนาว ส่วนประกอบเดียวกันเหล่านั้นอาจมีอุณหภูมิต่ำถึง -30°C มีอีลาสโตเมอร์เพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่สามารถอยู่รอดได้ในช่วงดังกล่าวโดยไม่แตกร้าวหรือทำให้แข็งทื่อ เอทิลีนโพรพิลีนไดอีนโมโนเมอร์ (อีพีดีเอ็ม) ทำเช่นนั้นได้ และนั่นคือสาเหตุที่ว่าทำไมมันจึงกลายเป็นวัสดุเริ่มต้นสำหรับเมมเบรนหลังคาที่มีความลาดเอียงต่ำ แถบกันฝนของรถยนต์ และปะเก็นกลางแจ้ง

เอทิลีนโพรพิลีนไดอีนโมโนเมอร์ (EPDM) คืออะไร?

เอทิลีน โพรพิลีน ไดอีน โมโนเมอร์เป็นเทอร์โพลีเมอร์สังเคราะห์ที่ผลิตขึ้นโดยการโคพอลิเมอร์เอทิลีนและโพรพิลีนด้วยไดอีนที่ไม่คอนจูเกตจำนวนเล็กน้อย สายโซ่โพลีเมอร์มีแกนหลักที่อิ่มตัวเต็มที่ ในขณะที่เทอร์โมโนเมอร์ของไดอีน — โดยปกติคือเอทิลดีนนอร์บอร์น (ENB) หรือไดไซโคลเพนทาไดอีน (DCPD) — แนะนำกลุ่มด้านข้างที่เกิดปฏิกิริยาที่ทำให้เกิดการหลอมโลหะของกำมะถันหรือเปอร์ออกไซด์

ตัวอักษร "M" ในการกำหนด EPDM หมายถึงการจัดประเภท ASTM สำหรับยางที่มีแกนหลักประเภทโพลีเมทิลีนอิ่มตัว เกรด EPDM เชิงพาณิชย์โดยทั่วไปประกอบด้วยเอทิลีน 45% ถึง 75% และไดอีน 2% ถึง 8% ปริมาณเอทิลีนที่สูงขึ้นช่วยเพิ่มความแข็งแรงของสีเขียวและทำให้สารประกอบง่ายต่อการแปรรูปเป็นแผ่นและโปรไฟล์ ปริมาณดายอีนที่สูงขึ้นจะทำให้มีจุดเชื่อมขวางมากขึ้น ซึ่งจะทำให้ความแข็งและโมดูลัสเพิ่มขึ้น ขณะเดียวกันก็ลดความต้านทานความร้อนลงเล็กน้อย ตัวแปรเชิงองค์ประกอบเหล่านี้อธิบายว่าทำไมผลิตภัณฑ์สองรายการที่ขายเป็น "EPDM" จึงสามารถทำงานแตกต่างกันมากในการใช้งานเดียวกัน

คุณสมบัติที่สำคัญของยาง EPDM

คุณสมบัติห้าประการผลักดันการตัดสินใจเลือก EPDM ส่วนใหญ่ การทำความเข้าใจแต่ละข้อช่วยให้คุณหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดทั่วไปในการระบุโพลีเมอร์ที่ถูกต้องแต่ระบุสารประกอบที่ไม่ถูกต้อง

ความต้านทานต่อสภาพอากาศและโอโซน

กระดูกสันหลังที่อิ่มตัวของ EPDM นั้นมีภูมิคุ้มกันต่อการโจมตีของโอโซนเป็นหลัก ยางธรรมชาติและ SBR สามารถเกิดรอยแตกร้าวของโอโซนได้ภายในไม่กี่สัปดาห์หลังจากสัมผัสกลางแจ้ง ในขณะที่สารประกอบ EPDM ทนต่อแสงแดดและฝนโดยตรงได้นานหลายปีโดยไม่ทำให้พื้นผิวแตกร้าว คุณสมบัติเดียวนี้คือสาเหตุที่ EPDM มีอิทธิพลเหนือการปิดผนึกหลังคาและการปิดผนึกภายนอก

ทนความร้อนและไอน้ำ

EPDM ทำงานอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 120°C ถึง 130°ซ โดยมีจุดสูงสุดเป็นระยะๆ สูงถึง 150°C ขึ้นอยู่กับระบบการบ่ม สารประกอบที่บ่มด้วยเปอร์ออกไซด์เป็นที่ต้องการสำหรับการบริการที่อุณหภูมิสูง เนื่องจากพวกมันก่อให้เกิดการเชื่อมขวางระหว่างคาร์บอนกับคาร์บอนซึ่งมีความเสถียรมากกว่าการเชื่อมโยงโพลีซัลไฟด์จากการบำบัดด้วยซัลเฟอร์ EPDM ยังต้านทานไอน้ำและน้ำร้อนได้ดีเป็นพิเศษ ทำให้เป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับซีลหม้อต้ม ท่อหม้อน้ำ และปะเก็นอุปกรณ์

ทนต่อสารเคมีและน้ำ

EPDM ต้านทานน้ำ กรดเจือจาง ด่าง คีโตน แอลกอฮอล์ และของเหลวฟอสเฟตเอสเตอร์ อย่างไรก็ตาม จะพองตัวได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อสัมผัสกับน้ำมันปิโตรเลียม น้ำมันแร่ และตัวทำละลายไฮโดรคาร์บอน หากส่วนประกอบสัมผัสกับน้ำมันเครื่องหรือน้ำมันดีเซลเป็นประจำ EPDM จะเป็นวัสดุที่ไม่ถูกต้อง ซึ่งเป็นข้อผิดพลาดในการเปลี่ยนทดแทนที่มีค่าใช้จ่ายสูงที่สุดเมื่อเลือกยาง

ความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิต่ำ

EPDM ที่มีสูตรอย่างเหมาะสมยังคงมีความยืดหยุ่นจนถึงประมาณ -45°C ถึง -50°C ขึ้นอยู่กับปริมาณเอทิลีนและการเลือกพลาสติไซเซอร์ ครอบคลุมกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่จำเป็นสำหรับการใช้งานกลางแจ้งในยานยนต์และอุตสาหกรรมเกือบทั้งหมด แม้ว่ายางซิลิโคนจะยังคงทนต่อความเย็นจัดเกิน -60°C ก็ตาม

ฉนวนไฟฟ้า

โดยมีความต้านทานปริมาตรระหว่าง 10 ¹⁵ และ 10 ¹⁷ โอห์ม·ซม. EPDM เป็นฉนวนไฟฟ้าที่เชื่อถือได้สำหรับฉนวนสายเคเบิลแรงดันต่ำและปานกลางและส่วนประกอบที่ขึ้นรูป

EPDM เปรียบเทียบกับยางชนิดอื่นอย่างไร

ตารางด้านล่างสรุปพฤติกรรมของ EPDM เมื่อเทียบกับยางทั่วไปอื่นๆ ในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดระหว่างการเลือกวัสดุ

แนวทางปฏิบัตินั้นตรงไปตรงมา: เลือก EPDM เมื่อสภาพแวดล้อมเปียก ร้อน หรือมีแดดจัด และไม่มีของเหลวปิโตรเลียมสัมผัสกับวัสดุ เมื่อต้องการต้านทานน้ำมัน ยางไนไตรล์หรือฟลูออโรอีลาสโตเมอร์จะทำหน้าที่ได้ดีกว่า

การใช้งานหลักของยาง EPDM

การมุงหลังคาและการก่อสร้าง

เมมเบรนหลังคา EPDM ชั้นเดียวได้รับการติดตั้งมานานกว่า 40 ปี และยังคงเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับหลังคาเชิงพาณิชย์ที่มีความลาดชันต่ำ ความทนทานต่อสภาพอากาศแบบเดียวกันทำให้ EPDM เป็นวัสดุชั้นนำสำหรับแผ่นรองบ่อ ซีลถังน้ำดื่ม ปะเก็นหน้าต่าง และฝาปิดข้อต่อขยาย

ส่วนประกอบยานยนต์

แถบกันสาดบริเวณประตู ฝากระโปรงหลัง และซันรูฟมักทำจากโฟม EPDM หรือโครงแข็งเกือบทุกครั้ง ท่อหม้อน้ำและท่อทำความร้อน ซีลระบบเบรก และวงแหวนสายไฟยังต้องอาศัยความต้านทานของวัสดุต่อความร้อน น้ำ และของเหลวหล่อเย็นในรถยนต์อีกด้วย

ฉนวนสายไฟฟ้า

สารประกอบ EPDM หุ้มฉนวนสายไฟแรงดันต่ำ สายควบคุม และสายนำของมอเตอร์ ความต้านทานต่อโอโซนของยางมีประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานสายเคเบิลกลางแจ้ง ซึ่งการแตกร้าวของพื้นผิวจากโอโซนจะทำลายวัสดุอื่นในที่สุด

แผ่นยางอุตสาหกรรมและเครื่องปูลาด

แผ่น EPDM แบบคาเลนเดอร์เป็นผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมทั่วไปสำหรับปะเก็น แผ่นแยกการสั่นสะเทือน อุปกรณ์ป้องกันพื้น และวัสดุปิดพื้นผิวภายนอก ผู้ซื้อเลือกแผ่น EPDM เมื่อต้องการวัสดุยางแบนที่จะคงความเสถียรบนหลังคา พื้นโรงงาน หรือพื้นภายนอกอาคาร โดยไม่เสื่อมสภาพภายใต้แสงแดด ฝน หรือความเย็น

แผ่นยาง EPDM ทนต่อสภาพอากาศเพื่อการซีลและการป้องกัน แผ่น EPDM นี้ทนทานต่อแสงแดด ฝน และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตั้งแต่ -40°C ถึง 150°C ทำให้เป็นตัวเลือกที่ทนทานสำหรับปะเก็นกลางแจ้ง แผ่นหลังคา และการแยกการสั่นสะเทือนในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการทางอุตสาหกรรม ดูผลิตภัณฑ์ →

แผ่นยางกันลื่นทำจาก EPDM สัมผัสกันลื่นและเพิ่มลวดลายพื้นผิวที่ทนทานต่อการสึกหรอ โดยทั่วไปจะติดตั้งเสื่อเหล่านี้ที่ทางเข้าโรงงาน บนบันไดรถบรรทุก บนทางลาด และในพื้นที่ปศุสัตว์ ซึ่งยางจะต้องมีความยืดหยุ่นและกันลื่นภายใต้การสัญจรอย่างต่อเนื่อง

แผ่นยางลายตารางหมากรุกทนทานพร้อมพื้นผิวกันลื่น แผ่นยางลายตารางหมากรุกยกสูงให้การยึดเกาะและการดูดซับแรงกระแทกที่เชื่อถือได้สำหรับโรงซ่อม ขั้นบันไดของรถบรรทุก และทางลาด ซึ่งการสัญจรอย่างต่อเนื่องและสภาพที่เปียกหรือมันจำเป็นต้องต้านทานการลื่น ดูผลิตภัณฑ์ →

วิธีการผลิตผลิตภัณฑ์ EPDM

ประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายของผลิตภัณฑ์ EPDM จะได้รับการตัดสินใจในขั้นตอนการประนอม โพลีเมอร์ คาร์บอนแบล็ก พลาสติไซเซอร์ สารบ่ม และตัวเร่ง ได้รับการชั่งน้ำหนักและผสมในเครื่องผสมภายใน จากนั้นทำให้เป็นเนื้อเดียวกันอีกครั้งในโรงผสมแบบเปิด การกระจายตัวของคาร์บอนแบล็กหรือสารช่วยบ่มที่ไม่ดีจะแสดงในภายหลังว่ามีความแข็งไม่สอดคล้องกัน ความต้านทานแรงดึงต่ำ หรือชุดการบีบอัดที่ไม่สม่ำเสมอในชิ้นงานที่เสร็จแล้ว

แผ่นถูกสร้างขึ้นโดยการส่งสารประกอบผ่านเครื่องรีดยางด้วยลูกกลิ้งสองหรือสามม้วนเพื่อควบคุมความหนา ในขณะที่โปรไฟล์และท่อทำจากเครื่องอัดรีดแบบป้อนร้อนหรือป้อนเย็น ชิ้นส่วนที่ขึ้นรูป เช่น ซีลและปะเก็น จะถูกบ่มด้วยแม่พิมพ์อัดหรือเครื่องฉีดขึ้นรูป ซึ่งความร้อนและความดันจะกระตุ้นให้เกิดวัลคาไนซ์ คุณภาพที่สม่ำเสมอขึ้นอยู่กับทั้งสูตรและสภาพของอุปกรณ์แปรรูป ก คู่มือปฏิบัติเกี่ยวกับเครื่องจักรแปรรูปยาง อธิบายความสามารถและขีดจำกัดของเครื่องแต่ละประเภท

สำหรับผู้ซื้อ สิ่งนี้สำคัญเนื่องจากโพลีเมอร์ EPDM เดียวกันสามารถให้ผลผลิตขั้นสุดท้ายที่แตกต่างกันมาก ขึ้นอยู่กับการผสม การขึ้นรูป และการบ่ม แผ่นงานที่ผลิตด้วยเครื่องรีดที่มีม้วนสึกหรอจะแสดงการเปลี่ยนแปลงของความหนาตลอดความกว้าง ในขณะที่ซีลขึ้นรูปที่มีเวลาในการแข็งตัวไม่เพียงพอจะล้มเหลวเร็วกว่าที่ตัววัสดุจะแนะนำมาก

ข้อควรพิจารณาในการซื้อผลิตภัณฑ์ EPDM ในทางปฏิบัติ

เมื่อประเมินผลิตภัณฑ์ EPDM ใดๆ ให้สอบถามข้อมูลจำเพาะของสารประกอบที่สมบูรณ์และคำนึงถึงพารามิเตอร์ทั้ง 5 ประการนี้:

• ความแข็ง (ฝั่ง A)
• ชุดการบีบอัดที่อุณหภูมิการทำงาน
• ความทนทานต่อความหนา
• การเสริมแรง เช่น การสอดผ้า
• ระบบบ่มเปอร์ออกไซด์หรือซัลเฟอร์

ชุดความแข็งและแรงอัด

ความแข็งมักจะเป็นข้อกำหนดแรกที่ระบุไว้ โดยมีช่วง Shore A ทั่วไปอยู่ที่ 40 ถึง 90 สำหรับผลิตภัณฑ์ EPDM ค่าที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับแรงกดในการซีลและความเคลื่อนไหวของชิ้นส่วนที่ต้องดูดซับ สำหรับปะเก็นแบบคงที่ ชุดแรงอัดมีความสำคัญมากกว่าความแข็ง ขอข้อมูลชุดการบีบอัดที่วัดได้ที่ 70°C หรือ 100°C ไม่เพียงแต่ที่อุณหภูมิห้อง เนื่องจากสภาพการให้บริการจริงมักจะร้อนกว่าเสมอ

ความหนาและความคลาดเคลื่อน

สำหรับแผ่นและเสื่อ ความหนาระบุยังไม่ค่อยเพียงพอ สอบถามเกี่ยวกับความทนทานต่อความหนาตลอดความกว้างม้วน แผ่นขนาด 3 มม. ที่วัดใกล้ขอบ 2.5 มม. สามารถสร้างช่องว่างในการใช้งานซีลได้ โดยทั่วไปแผ่น EPDM ที่ผ่านการรีดคุณภาพจะอยู่ที่ประมาณ ±0.2 ถึง ±0.3 มม. และควรยืนยันพิกัดความเผื่อนั้นก่อนที่คุณจะสั่งซื้อจำนวนมาก

การเสริมแรง

ในกรณีที่ความเสถียรของมิติและความต้านทานแรงดึงเป็นสิ่งสำคัญ แผ่น EPDM พร้อมการสอดผ้าคือตัวเลือกที่เหมาะสม ชั้นทอโพลีเอสเตอร์หรือไนลอนป้องกันไม่ให้แผ่นยืดระหว่างการติดตั้งและภายใต้ภาระทางกล สำหรับการมุงหลังคาและการปูที่มีน้ำหนักมาก การเสริมแรงของผ้ามักจะมีความสำคัญมากกว่าเกรดโพลีเมอร์เอง

ระบบการรักษาและสารเติมแต่ง

EPDM ที่ผ่านการอบด้วยเปอร์ออกไซด์ให้ความต้านทานความร้อนได้ดีกว่าและค่าแรงอัดที่ต่ำกว่า ในขณะที่สารประกอบที่อบด้วยซัลเฟอร์จะแปรรูปได้ง่ายกว่า และโดยทั่วไปแล้วจะมีความแข็งแรงทางกายภาพสูงกว่าด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่า ประเภทคาร์บอนแบล็ค การเลือกใช้พลาสติไซเซอร์ และปริมาณน้ำมันในกระบวนการผลิต ล้วนส่งผลต่อราคาและประสิทธิภาพ เปรียบเทียบข้อมูลจำเพาะของสารประกอบทั้งหมด ไม่ใช่แค่ชื่อผลิตภัณฑ์ เมื่อจัดหา EPDM สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง

หากคุณกำลังวางแผนส่วนประกอบยางสำหรับการบริการกลางแจ้ง เปียก หรือที่อุณหภูมิสูง ควรพิจารณาว่าแผ่น EPDM แผ่นกันลื่น และอุปกรณ์การบ่มเหมาะสมกับส่วนที่เหลือของสายการผลิตของคุณอย่างไร ภาพรวมที่กว้างขึ้นของ โซลูชั่นผลิตภัณฑ์ยาง สามารถช่วยคุณประสานงานการเลือกวัสดุกับกระบวนการผลิตที่เหมาะสมได้

ความคิดสุดท้าย

ยาง EPDM เป็นส่วนประกอบที่เชื่อถือได้ของตระกูลอีลาสโตเมอร์ ความต้านทานต่อสภาพอากาศ ทนความร้อน ทนน้ำ และฉนวนไฟฟ้าไม่ได้ดีที่สุดในประเภทใดประเภทหนึ่ง แต่การรวมกันของทั้ง 4 ประเภทในราคาปานกลางคือสิ่งที่ทำให้วัสดุนี้ระบุไว้ในงานหลังคา ยานยนต์ เครื่องใช้ไฟฟ้า และงานอุตสาหกรรม กฎการเลือกที่สำคัญที่สุดคือวิธีที่ง่ายที่สุด: ใช้ EPDM เฉพาะในกรณีที่ไม่มีน้ำมันปิโตรเลียม เมื่อตรงตามเงื่อนไขดังกล่าว และเมื่อการผสมและการแปรรูปเสร็จสิ้นอย่างถูกต้อง ผลิตภัณฑ์ EPDM จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าอุปกรณ์ที่ติดตั้ง