Yüksek Sıcaklıkta Su Buharı Direnci için Yüksek Elastik Etilen Propilen Dien Monomer(EPDM) Yapıştırıcıların Geliştirilmesi

1 Ham kauçuk seçimi

Plakalı eşanjör kauçuk contası aynı zamanda gaz tarafının yüksek sıcaklığı, su tarafının da yüksek basınç görevi görmesi ve ayrıca hava ile temas etmesi nedeniyle çalışma koşulları daha zorludur.Bu nedenle malzemenin ısı sıkıştırma direnci çok iyi olmalı ve su ortamına ve buharına dayanabilmelidir.Bu gibi durumlarda, EPDM'nin %40 ~ %50'lik propilen kütle fraksiyonu seçilmelidir, çünkü bu tip EPDM esnekliği en iyisidir.

Üçüncü monomerin yüksek kütle fraksiyonuna sahip EPDM, iyi bir esnekliğe ve düşük sıkıştırma ayarına sahiptir;ancak yüksek derecede çapraz bağlanma nedeniyle çekme mukavemeti ve kopma uzaması daha düşüktür ve yaşlanma direnci de zayıftır.Ayrıca üçüncü monomer olarak ENB'li EPDM'nin yaşlanma direnci HD'li EPDM'den daha iyidir.

2 Kürleme sistemi

Genel olarak EPDM kauçuğu iki tür vulkanizasyon sistemiyle vulkanize edilebilir: peroksit ve kükürt sarısı vulkanizasyon.Peroksit vulkanizasyon sisteminin çapraz bağlayıcı bağ yapısı CC bağı iken kükürt vulkanizasyon sisteminin çapraz bağlayıcı bağ yapısı CS bağıdır.CC bağı termal açıdan CS bağından çok daha kararlıdır, dolayısıyla yüksek sıcaklığa dayanıklı EPDM kauçuk peroksit ile vulkanize edilir.En yaygın kullanılan peroksit DCP'dir.DCP dozajının artmasıyla, vulkanize kauçuk, başlangıçtaki yetersiz kükürtlenme, düşük mukavemet ve büyük deformasyondan, mukavemetin artmasına ve deformasyonun azalmasına kadar kademeli olarak dönüştürülür;daha sonra vulkanizasyon derecesi daha da artar, mukavemet azalmaya başlar ve deformasyon minimum seviyeye ulaşır;Son olarak, vulkanize edici maddenin fazlalığından sonra, moleküler zincirin bir kısmı zincir bozulmasını kırmaya başlar, mukavemet azalmaya devam eder ve deformasyon giderek artar.

3.Dolgu

EPDM kristal olmayan kauçuğa aittir, ham kauçuğun mukavemeti yüksek değildir.Ancak takviye dolgusu eklendikten sonra mukavemet büyük ölçüde artar.Güçlendirici dolgu maddelerinin genellikle ısı direnci üzerinde çok az etkisi vardır, ancak dolgu maddesi miktarının arttırılması yine de kauçuğun ısı direncinin artmasına yardımcı olur, ancak aynı zamanda maliyetleri de azaltır.

Karbon siyahının kalitesi arttıkça sıkıştırma ayarı azalır, elastikiyet artar ve mukavemet azalır.N990 karbon siyahının mukavemeti çok düşük olduğundan üretimde kontrol edilmesi zor olduğundan kullanılmamaktadır.N762 karbon siyahı seçilerek düşük sıkıştırma ayar değeri elde edilebilir.Karbon siyahının dağılmasını kolaylaştırmak ve iyi bir işleme performansı elde etmek için, etilen propilen kauçuğuyla çok uyumlu olan az miktarda plastikleştirici parafin yağı seçin.

4. Çapraz bağlama maddesi

EPDM'nin ana zincirinde doymamış bağ yoktur, peroksit vulkanizasyonu kullanılabilse de vulkanizasyon hızı yavaştır, çapraz bağlanma verimi düşüktür.Vulkanizasyon sürecini stabilize etmek ve hızlandırmak için çapraz bağlama maddesinin kullanılması gereklidir.İşlenmiş TAC/GR, dağılım ve tartım için daha iyidir.

TAC/GR miktarının artmasıyla vulkanize kauçuğun çekme mukavemeti, kopma uzaması ve basma kalıcı deformasyonu azalmış, sabit çekme gerilmesinin MH değeri artmıştır.Vulkanize kauçuğun çapraz bağlanma yoğunluğunun arttığı, mekanik özelliklerinin azaldığı ancak esnekliğin arttığı görülebilir.Aynı zamanda ML değerinin de düştüğü görüldü. Aylak viskozite azaldı, kauçuğun akışkanlığı arttı ve işlenmesi kolaylaştı;ts1 temelde değişmedi ve t 90 değeri kısaltıldı ve vulkanizasyon hızı bariz bir şekilde iyileştirildi.Yaşlanma performansı 1,5phr TAC/GR'de daha zayıftı.Bunun nedeni çapraz bağlama yardımcısının varlığı, peroksit vulkanizasyon prosesinin aktive edilmesi, vulkanizasyon süresinin kısaltılması, kauçuk moleküler zincirinin kırılması ve yüksek sıcaklıkta orantısızlık olasılığının azaltılması olabilir.Miktarın fazla olması kauçuğun eskiyen çapraz bağlanmasını arttırır ve EPDM'nin ısıya karşı direncini azaltır.Karşılaştırma sonrasında, sıkıştırmayla kalıcı deformasyonun 2 saatte daha iyi olduğu ve ısı direncinden çok fazla ödün verilmediği, dolayısıyla 2 saatte TAC/GR kullanıldığı görülüyor.

5.Antioksidan

EPDM 150°C'de uzun süre kullanılabilir. ℃, ancak 150'nin üzerinde ℃moleküller yavaş yavaş yaşlanmaya başlar ve 180°C'de ℃kauçuk moleküler zinciri yavaş yavaş ayrışacaktır.Yüksek sıcaklıklardaki performansının daha da arttırılması için koruyucu katkı maddelerinin kullanılması gerekmektedir.Su buharı ortamı durumunda, yüksek sıcaklıklara dayanıklı olan ancak vulkanizasyonu kolaylıkla etkilemeyen antioksidan RD kullanılabilir.Ayrıca 0,5phr antioksidan D, havadaki oksijene karşı direnç yeteneğini güçlendirmek ve bükülme yorulma direncini geliştirmek için kullanılabilir.RD/anti-bütil oranı=1,8/0,5.

Çözüm

Yüksek sıcaklıkta su buharına dayanıklı, yüksek elastikiyete sahip EPDM kauçuğun geliştirilmesinde, yaşlanma direncini maksimuma çıkarma ve sıkıştırma kalıcı deformasyon değerini azaltma öncülüğünde mekanik özelliklerin karşılanması odak noktasıdır.

(1) Ham EPDM kauçuğu, üçüncü monomer olarak %40~%50 propilen ve ENB'nin orta kütle fraksiyonu ile seçilir.

(2) Vulkanizasyon sistemi, çapraz bağlama verimliliğini, yaşlanma direncini ve proses performansını artırmaya yardımcı olan DCP/TAC'yi benimser.

(3) Mümkün olduğunca yüksek elastikiyete sahip karbon siyahı N762 kullanın; bu, ortam geçirgenliğine ve eskime performansına karşı direnci artırmaya yardımcı olabilir ve maliyeti azaltabilir.

(4) Antioksidan RD/antioksidan D'nin koruma sistemini, ana sistem olarak yüksek sıcaklıkta antioksidan RD ve yardımcı olarak bükülme, yorulmaya dayanıklı ve ozona dayanıklı antioksidan D ile benimseyin.

(5) Üretim süreci, vulkanizasyon derecesini arttırmak için yüksek sıcaklıkta ikincil vulkanizasyonu benimser.

(6) EPDM'nin aşırı ısıtılmış su ve su buharındaki performansı, havadaki (aynı sıcaklık) performansından açıkça daha iyidir.Ancak yine de uzun süreli sıcaklık kullanımı hala 150°C'den fazla değil. ℃;darbe sıcaklığı 165 ℃ uygunsa en büyüğü 180'i geçemez ℃.