Estudio y análisis del conjunto de compresión de caucho EPDM con diferente dureza
El caucho de monómero de etileno-propileno-dieno (EPDM) se ha utilizado ampliamente en automóviles, construcción, campos eléctricos y de otro tipo debido a su excelente resistencia a la intemperie, resistencia al ozono, resistencia al calor y buenas propiedades de aislamiento eléctrico. La dureza del caucho EPDM es un factor esencial para determinar su rendimiento, y el caucho EPDM de diferente dureza es diferente en términos de propiedades mecánicas, la resistencia al envejecimiento, la resistencia a la corrosión química, etc., especialmente en el conjunto de compresión (CS), el caucho EPDM de diferentes dureza muestra diferencias obvias. Por lo tanto, es de gran importancia estudiar las características del conjunto de compresión del caucho EPDM con diferentes durezas para optimizar el diseño de la formulación y mejorar la vida útil del material.
Definición y factores de influencia del conjunto de compresión
El conjunto de compresión (CS) se refiere a la deformación de un material de goma que no se puede recuperar completamente después de descargar bajo ciertas condiciones de temperatura, tiempo y relación de compresión, después de ser sometido a una cierta presión, generalmente expresada como un porcentaje. El CS de caucho EPDM se ve afectado principalmente por los siguientes factores:
Factores de formulación
Estructura molecular de EPDM: la relación de etileno/propileno (relación E/P) y el contenido de monómero de dieno tienen un impacto directo en la densidad de reticulación y la capacidad de recuperación elástica de EPDM. En general, los EPDM con alto contenido de etileno tienen una rigidez más fuerte y CS más bajo después de la reticulación, mientras que las EPDM con alto contenido de propileno tienen una mejor flexibilidad pero una CS más alta.
Sistema reticulado: el sistema de vulcanización de azufre y el sistema de vulcanización de peróxido tienen un mayor impacto en la CS. Los EPDM sulfurados con azufre generalmente tienen una mayor elasticidad pero CS más grande, mientras que el EPDM de peróxido-sulfuro tiene CS más bajas debido a enlaces de reticulación estables.
Sistema de llenado: la cantidad y el tipo de rellenos, como el negro de carbono y la sílice, afectan la dureza y el rendimiento de la recuperación del caucho. El aumento del contenido de relleno puede aumentar la dureza, pero puede conducir a un aumento en la CS.
Plasticizs: la adición de aceite de parafina, aceite nafténico y plastificantes éster reducirá la dureza del caucho y mejorará la flexibilidad del material, pero la adición excesiva reducirá la densidad de reticulación y conducirá al aumento de CS.
Factores físicos
Dureza (costa A): la dureza del caucho afecta directamente su capacidad de recuperación de compresión. En general, las caúd EPDM con menor dureza son difíciles de recuperar después del conjunto de compresión, con CS más grande, mientras que los cauchos EPDM más grandes tienen CS más pequeños.
Temperatura: la alta temperatura acelera la relajación y la fluencia de caucho, lo que hace que CS aumente, por lo que CS es un indicador clave de rendimiento en los escenarios de aplicación de alta temperatura.
Tiempo: a medida que aumenta el tiempo de compresión, la red de reticulación de la goma se somete a una mayor relajación del estrés, lo que resulta en un aumento en la CS.
Factores ambientales: la humedad, los oxidantes, los solventes, etc. tienen un impacto importante en la CS de EPDM, especialmente el fenómeno que el CS de EPDM de sulfuro de peróxido puede aumentar en el ambiente de alta temperatura y humedad.
Características de CS de cauces de EPDM de diferentes durezas
Epdm de baja dureza (40-50 Shore a)
Los EPDM de baja duración generalmente contienen más plastificantes y tienen una densidad de reticulación más baja, exhibiendo una mayor flexibilidad y bajo módulo. Las características del conjunto de compresión de estos cauchos EPDM son las siguientes:
CS altos: la baja dureza EPDM es propensa a la deformación plástica bajo tensión de compresión, y la capacidad de recuperación es pobre, por lo que CS suele ser 30-50%.
El efecto de la temperatura es significativo: por encima de los 100 grados, el CS de la EPDM de baja duración aumenta dramáticamente, a menudo en más del 50% o incluso más del 70%.
Escenario de aplicación: es adecuado para aplicaciones con bajos requisitos para la recuperación de la compresión, como el automotriz WeatherStrips, las juntas de baja carga, etc.
Media Dureza EPDM (55-65 Shore A)
La fórmula del caucho EPDM de la dureza media está más equilibrada, con buena resistencia a la resistencia y compresión, y su rendimiento de CS es el siguiente:
Medio CS: generalmente entre 20-35%, en comparación con la baja dureza EPDM, hay una gran mejora.
El sistema reticulado tiene un impacto significativo: el CS puede reducirse a 15-25% para EPDM con vulcanización de peróxido, mientras que el CS para EPDM en el sistema de vulcanización de azufre puede estar en el rango de 25-35%.
Buena estabilidad de la temperatura: por debajo de 120 grados, el CS cambia menos y es adecuado para sistemas de sellado automotriz, sellos industriales y otras ocasiones que requieren recuperación de compresión media.
EPDM de alta dureza (70-85 Shore a)
El caucho EPDM de alta duración tiene un alto contenido de relleno y alta densidad de reticulación, por lo que sus características de CS son las siguientes:
CS bajo: típicamente en el rango 10-25}%, especialmente EPDMS de sulfuro de peróxido con altas densidades de reticulación, puede reducir CS a 10-15%.
Excelente estabilidad de alta temperatura: puede mantener una CS relativamente baja (<30%) in an environment of 150°C, which is suitable for long-term use at high temperatures.
Aplicaciones: es adecuado para sellos de alta presión, sistemas de sellado industrial de alta temperatura y resistentes a los químicos, etc.
