Открыть сервис
Главная → Блог → EPDM

EPDM

EPDM (этилен-пропилен-диеновый мономер, этилен-пропиленовый каучук) — это синтетический каучук, относящийся к классу эластомеров. Основными мономерами для его производства служат этилен и пропилен, а в качестве третьего компонента (диена) используется небольшое количество диенового мономера, который вводит ненасыщенные связи в основную цепь полимера. Благодаря насыщенной основной цепи EPDM обладает высокой стойкостью к атмосферным воздействиям, озону, ультрафиолетовому излучению и старению, что отличает его от многих других каучуков общего назначения.

История

Разработка этилен-пропиленовых каучуков началась в 1950-х годах в Италии и Германии. Первые коммерческие образцы были получены в 1962 году компанией Montecatini (Италия) и в 1963 году — компанией DuPont (США). Первоначально синтезировались сополимеры этилена и пропилена (EPM), которые не содержали двойных связей в основной цепи, что делало их невулканизируемыми традиционными методами. Для решения этой проблемы в 1960-х годах был разработан тройной сополимер с добавлением небольшого количества диенового мономера (например, этилиденнорборнена, дициклопентадиена или 1,4-гексадиена), что позволило проводить серную вулканизацию. Полученный материал получил название EPDM.

В 1970-х годах производство EPDM было налажено в СССР, где он выпускался под марками СКЭПТ (синтетический каучук этилен-пропиленовый тройной). К концу XX века EPDM стал одним из наиболее востребованных синтетических каучуков в строительной, автомобильной и промышленной отраслях.

Химическая структура и свойства

Химическое строение

EPDM представляет собой статистический сополимер этилена и пропилена с небольшим содержанием (обычно 2–8 % по массе) диенового мономера. Диен вводит в боковые цепи ненасыщенные связи, которые служат активными центрами для вулканизации. Основная цепь полимера остаётся полностью насыщенной (не содержит двойных связей), что обеспечивает высокую химическую стойкость.

Физико-механические свойства

  • Плотность: 0,86–0,90 г/см³ (один из самых лёгких каучуков).
  • Твёрдость по Шору A: от 30 до 90 единиц (в зависимости от рецептуры).
  • Прочность на разрыв: 5–20 МПа.
  • Относительное удлинение при разрыве: 200–600 %.
  • Температурный диапазон эксплуатации: от –50 °C до +150 °C (кратковременно до +170 °C).
  • Морозостойкость: сохраняет эластичность до –60 °C.

Химическая стойкость

EPDM устойчив к воздействию:

  • горячей воды и пара;
  • разбавленных кислот и щелочей;
  • окислителей (озон, кислород);
  • спиртов и кетонов;
  • гликолей и тормозных жидкостей.

Нестоек к воздействию:

  • масел и нефтепродуктов (набухает);
  • углеводородов (бензин, керосин);
  • галогенированных растворителей.

Электроизоляционные свойства

EPDM обладает высоким удельным электрическим сопротивлением (10¹⁴–10¹⁶ Ом·см) и низким диэлектрическим тангенсом угла потерь, что позволяет использовать его в качестве изоляционного материала в кабельной промышленности.

Классификация и виды

EPDM классифицируется по нескольким признакам:

По типу диенового мономера

  • EPDM с этилиденнорборненом (ENB) — наиболее распространённый тип, обеспечивает высокую скорость вулканизации и хорошую стойкость.
  • EPDM с дициклопентадиеном (DCPD) — медленнее вулканизуется, но даёт лучшую стойкость к старению.
  • EPDM с 1,4-гексадиеном (HD) — редко используется, в основном для специальных марок.

По содержанию этилена

  • Низкое содержание этилена (40–55 %) — более эластичный, но менее прочный.
  • Среднее содержание (55–65 %) — оптимальный баланс свойств.
  • Высокое содержание (65–75 %) — повышенная прочность, но сниженная эластичность.

По способу вулканизации

  • Серная вулканизация — традиционный метод, даёт хорошие прочностные характеристики.
  • Пероксидная вулканизация — обеспечивает лучшую термо- и химическую стойкость, но требует более точного контроля.

Производство

Производство EPDM осуществляется методом растворной или суспензионной полимеризации в присутствии катализаторов Циглера — Натта (титановые или ванадиевые системы) или металлоценовых катализаторов. Процесс включает следующие стадии:

  1. Полимеризация — смесь мономеров (этилен, пропилен, диен) подаётся в реактор с катализатором при температуре 20–60 °C и давлении 0,5–2 МПа.
  2. Дезактивация катализатора — добавление спирта или воды.
  3. Отмывка — удаление остатков катализатора.
  4. Сушка — удаление растворителя и влаги.
  5. Грануляция или брикетирование — получение товарной формы.

Крупнейшими производителями EPDM являются компании ExxonMobil (США), Dow Chemical (США), Lanxess (Германия), Kumho Polychem (Южная Корея), а также российские предприятия — «Нижнекамскнефтехим» (Татарстан) и «Сибур» (Тобольск).

Применение

Автомобильная промышленность

  • Уплотнители дверей, окон, багажника, капота.
  • Прокладки радиатора и системы охлаждения.
  • Шланги систем охлаждения и отопления.
  • Антивибрационные опоры и втулки.

Строительство

  • Кровельные мембраны (рулонные и жидкие).
  • Гидроизоляция фундаментов, бассейнов, тоннелей.
  • Уплотнители оконных и дверных профилей.
  • Деформационные швы в мостах и дорогах.

Электротехника

  • Изоляция силовых и контрольных кабелей.
  • Оболочки проводов для наружной прокладки.
  • Высоковольтные изоляторы.

Промышленность

  • Ремни приводов и транспортёров.
  • Валки для прокатных станов.
  • Уплотнения насосов и клапанов.
  • Рукава и шланги для химической промышленности.

Спорт и быт

  • Покрытия для беговых дорожек и спортивных площадок (резиновая крошка EPDM).
  • Коврики для ванн и душевых.
  • Игрушки и детские коврики.

Преимущества и недостатки

Преимущества

  • Высокая стойкость к атмосферным воздействиям, озону и УФ-излучению.
  • Широкий температурный диапазон эксплуатации.
  • Хорошая стойкость к воде, пару и химикатам.
  • Высокая эластичность и прочность.
  • Долговечность (срок службы до 20–30 лет в наружных условиях).

Недостатки

  • Низкая стойкость к маслам и нефтепродуктам.
  • Сложность переработки (требует точного контроля вулканизации).
  • Относительно высокая стоимость по сравнению с некоторыми каучуками общего назначения (например, SBR).

Экологические аспекты

EPDM не токсичен и не выделяет вредных веществ при нормальной эксплуатации. Однако его производство связано с потреблением нефтехимического сырья и образованием отходов. Переработка отслуживших изделий из EPDM возможна путём механического измельчения в резиновую крошку, которая используется в качестве наполнителя для новых резиновых смесей или в строительстве. Биоразложению в естественных условиях EPDM не подвержен.

Интересные факты

  • EPDM является одним из немногих эластомеров, способных выдерживать длительное воздействие озона без растрескивания.
  • Благодаря высокой стойкости к ультрафиолету EPDM часто используется в качестве кровельного материала в регионах с интенсивным солнечным излучением.
  • В России EPDM известен под торговой маркой «СКЭПТ» (синтетический каучук этилен-пропиленовый тройной).

Источники

  • «Энциклопедия полимеров», том 3, под ред. В. А. Кабанова, М., 1977.
  • «Синтетический каучук», под ред. И. В. Гармонова, Л., 1983.
  • «Каучуки и резины: свойства, применение, переработка», В. Н. Кулезнев, М., 2005.
  • Технические регламенты производителей (ExxonMobil, Dow Chemical, Lanxess).
  • ГОСТ 14924-75 «Каучуки этиленпропиленовые. Технические условия».

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →

Похожие материалы