Cao Su EPDM Là Gì ? Cấu Tạo, Tính Chất Và Ứng Dụng

Cao su EPDM, với những tính chất đặc biệt như đàn hồi, độ uốn dẻo và độ bền cao, đã trở thành vật liệu phổ biến trong nhiều lĩnh vực sản xuất. Ứng dụng đa dạng của nó từ sản xuất công nghiệp đến ngành ô tô và xây dựng, làm cho EPDM trở thành một lựa chọn phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu chất liệu chống chịu và linh hoạt.

Cao Su EPDM Là Gì ?

Cao su EPDM là một loại cao su tổng hợp được tạo thành từ ethylene, propylene, và đôi khi là một nhóm monome thứ ba gọi là diene monomer. Viết tắt “EPDM” chính là Ethylene Propylene Diene Monomer. Dưới đây là một số điểm quan trọng về cao su EPDM:

1. Thành Phần:

   • Ethylene (etylen): Loại hydrocarbon có công thức hóa học là C2H4.

   • Propylene (propylen): Hydrocarbon khác với công thức hóa học là C3H6.

   • Diene Monomer: Thường là dẫn xuất của butadiene, có nhiều liên kết đôi carbon-carbon.

2. Đặc Tính Chính:

   • Độ Bền Cao: EPDM có độ bền cao, giữ nguyên tính chất cơ học của nó dù bị căng hoặc biến dạng.

   • Tính Đàn Hồi Tốt: Có khả năng duy trì tính đàn hồi tốt ở nhiều nhiệt độ khác nhau.

   • Kháng Dung Dịch: Tính chất kháng axit, kiềm và khả năng chịu ảnh sáng mặt trời.

   • Chịu Nhiệt Độ Cao: Có thể làm việc ở nhiệt độ cao mà không bị giảm chất lượng.

3. Ứng Dụng Phổ Biến:

   • Sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng, như đệm làm kín, gasket, ống cao su.

   • Các ứng dụng trong ngành ô tô, xây dựng, và nông nghiệp.

   • Có sự ưa chuộng trong sản xuất bộ phận cao su cho ô tô vì tính chất chống dầu và chống hóa chất của nó.

Cao su EPDM đóng vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp nhờ vào sự linh hoạt, độ bền, và khả năng chống hóa chất của nó.

Thông Số Chung Của EPDM

Dưới đây là một số thông số chung của cao su EPDM:

• Màu Sắc:

  • Trắng, Đen

• Độ Cứng (Shore A):

  • Từ 40 đến 90

• Cường Lực Kéo Giãn:

  • Từ 8 đến 11 Mpa

• Nhiệt Độ Làm Việc:

  • Từ -50 đến 150 độ C (-60°F đến 300°F)

• Độ Giãn Dài Khi Kéo Đứt:

  • = 300%

• Áp Lực Làm Việc Tối Đa:

  • 10 bar

• Tỷ Trọng:

  • Từ 0.90 đến >2.00 g/cm3

• Hệ Số Giãn Nở Nhiệt:

  • 160 µm/m·K

Các thông số này là những chỉ số quan trọng giúp đánh giá và xác định đặc tính của cao su EPDM trong nhiều ứng dụng khác nhau. Đối với mỗi ứng dụng cụ thể, có thể có yêu cầu về các thông số cụ thể để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Cấu Tạo Của Cao Su EPDM

Cao su EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) có cấu trúc chủ yếu dựa trên quá trình đồng trùng hợp etylen propylen, kết hợp với các liên kết đôi không bão hòa. Dưới đây là mô tả cấu trúc cụ thể:

1. Đồng Trùng Hợp Etylen Propylen (Copolymerization):

   • Cấu tạo chính của EPDM bắt nguồn từ sự đồng trùng hợp giữa etylen và propylen.

   • Các phân tử etylen và propylen nối với nhau thông qua liên kết carbon-carbon, tạo thành chuỗi polymer chính.

2. Liên Kết Đôi Không Bão Hòa (Unsaturated Double Bonds):

   • Các liên kết đôi không bão hòa được thêm vào thông qua quá trình copolymer hóa etylen và propylen với một monome thứ ba (diene không liên hợp).

   • Một liên kết đôi của diene này tham gia vào quá trình polymer hóa, trong khi liên kết đôi còn lại không phản ứng. Liên kết đôi không phản ứng này sẽ đóng vai trò là các vị trí để kết mạng lưu huỳnh.

3. Kết Mạng Lưu Huỳnh (Sulfur Cross-Linking):

   • Liên kết đôi không phản ứng được sử dụng như những điểm kết nối trong quá trình lưu huỳnh hóa (vulcanization), tạo ra mạng kết cấu 3D trong cao su.

   • Quá trình này giữ cho cao su EPDM có tính kháng lão hóa tốt và độ bền cao.

4. Comonomer Thứ Ba (Ethylidene Norbornene):

   • Comonomer thứ ba thường sử dụng là ethylidene norbornene.

   • Ethylidene norbornene tham gia vào quá trình copolymer hóa, đồng thời giúp tăng cường tính chất của EPDM, như khả năng chống lão hóa và tính linh hoạt.

Tổng cộng, cấu trúc của cao su EPDM được tạo thành bằng cách kết hợp sự đồng trùng hợp etylen propylen và quá trình thêm vào các liên kết đôi không bão hòa, sau đó sử dụng lưu huỳnh để kết nối các mạch polymer và tạo ra mạng lưới chặt chẽ.

Phân Loại Cao Su EPDM

Cao su EPDM được phân loại dựa trên màu sắc, chia thành hai loại chính là EPDM màu trắng và EPDM màu đen. Mỗi loại này có các đặc tính và ứng dụng khác nhau:

1. EPDM Màu Trắng:

• Nhiệt Độ Hoạt Động: Từ -25oC đến 140oC.

• Khả Năng Kháng:

  • Hóa chất.

  • Va đập.

  • Tác động của Oxy, UV, Ozone.

• Tiêu Chuẩn An Toàn: Đạt tiêu chuẩn chất lượng FDA trong thực phẩm.

• Ứng Dụng Phổ Biến: Sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm và y tế vì tính an toàn cao.

2. EPDM Màu Đen:

• Nhiệt Độ Hoạt Động: Từ -40oC đến 130oC.

• Khả Năng Kháng:

  • Ánh sáng mặt trời.

  • Môi trường axit loãng.

  • Dầu động vật và thực vật.

  • Ozone.

• Ứng Dụng Phổ Biến:

  • Làm kín các thiết bị công nghiệp.

  • Sản xuất gioăng làm kín van công nghiệp.

  • Đệm làm kín oring.

  • Gasket cao su lồng khe cửa.

Phân loại này giúp đơn giản hóa quá trình chọn lựa vật liệu tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng và môi trường làm việc.

Tính Chất Của Cao Su EPDM

Tính Vật Lý:

1. Tính Kháng Xé, Va Đập và Mài Mòn:

   • Cao su EPDM có đặc tính kháng xé tốt, chống va đập mạnh, và khả năng chống mài mòn, làm tăng độ bền và tuổi thọ của vật liệu.

2. Độ Uốn Dẻo và Chống Va Đập:

   • Độ uốn dẻo cao, chống va đập mạnh, làm cho EPDM được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tính linh hoạt và khả năng chịu lực tốt.

3. Tính Bám Dính và Gia Công:

   • Cao su EPDM có tính bám dính kém và khó tạo hình khi gia công, điều này có thể là ưu điểm hoặc nhược điểm tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể.

4. Tính Điện Tốt:

   • Có tính cách điện tốt, phù hợp cho ứng dụng trong ngành điện dân dụng.

5. Nhiệt Độ Làm Việc:

   • Nhiệt độ làm việc từ -50°C đến 150°C (tùy thuộc vào hệ thống lưu hóa), cho phép ứng dụng trong nhiều điều kiện môi trường.

Tính Hóa Học:

1. Tính Hoạt Động Trong Môi Trường Hóa Chất:

   • Hoạt động tốt trong các môi trường hóa chất như aceton, rượu, glycol.

2. Khả Năng Kháng Dung Môi và Axit Loãng, Kiềm Loãng:

   • Kháng tốt với các loại dung môi, axit loãng, kiềm loãng, và hơi nước.

3. Chống Chịu Tác Động của Tia Ozon và Ánh Sáng Mặt Trời:

   • Có khả năng chống tác động của tia ozon và ánh sáng mặt trời, giữ cho tính chất của EPDM được bảo toàn.

4. Khả Năng Kháng Hóa Chất Cụ Thể:

   • Chống chịu được tác động của HCl 20% ở nhiệt độ 38oC, HCl 10% ở 93oC, H2S04 70% ở nhiệt độ 66oC.

5. Nhiệt Độ Làm Việc Cao:

   • EPDM lưu hóa bằng lưu huỳnh có nhiệt độ làm việc tối đa là 120oC, còn EPDM lưu hóa bằng peroxide có nhiệt độ làm việc tối đa là 150oC.

Tính Đa Dụng Của Cao Su EPDM

Cao su EPDM là một vật liệu đa dụng với nhiều ưu điểm đặc biệt, điều này đã tạo ra nhiều ứng dụng khác nhau trong nhiều lĩnh vực. Dưới đây là một số ứng dụng điển hình của cao su EPDM:

1. Thay Thế Cao Su Silicone:

   • Cao su EPDM có thể thay thế cho cao su silicone trong môi trường ngoài trời, có độ ẩm cao hoặc cần tính cách điện tốt.

2. Gioăng Làm Kín Cho Các Loại Van và Đường Ống:

   • Sản xuất gioăng làm kín cho van công nghiệp, thiết bị đường ống.

   • Mối kết nối giữa các mặt bích tại các vị trí kết nối với đường ống để ngăn chặn rò rỉ, giảm tiếng ồn và ma sát.

3. Phụ Tùng và Phụ Kiện Ô Tô:

   • Dây nịt, dây cáp.

   • Hệ thống phanh.

   • Chất làm kín và gioăng cửa.

4. Chất Cách Điện:

   • Sử dụng làm chất cách điện trong hệ thống điện tại các khu công nghiệp và nhà máy sản xuất.

5. Ứng Dụng Trong Công Nghiệp Điện Tử:

   • Sử dụng trong sản xuất và lắp ráp các bộ phận và linh kiện điện tử.

6. Ứng Dụng Trong Ngành Y Tế:

   • Có thể được sử dụng trong sản xuất và lắp ráp các sản phẩm y tế, đặc biệt là những vật liệu cần tính an toàn và cách điện.

Lưu ý: Tuy nhiều ứng dụng, nhưng không nên sử dụng cao su EPDM trong môi trường tiếp xúc trực tiếp với xăng, dầu, mỡ và các hydrocacbon.

Bạn có thể xem bài viết của Song Toan (STG)., JSC tại:

• linhkienphukien.vn

• phukiensongtoan.com

• songtoanbrass.com

Chúc bạn có những trải nghiệm tuyệt vời với sản phẩm của Song Toàn (STG).