EPDM Hose

مقایسه فنی دو گرید مشهور دنیای EPDM، ارزیابی فناوری آسیایی در برابر اروپا

میتسوئی کمیکال در دنیای EPDM از نقطه نظر برتری فنی و همچنین حجم تولید همواره جایگاه اول آسیا و در دنیا در گروه سه شرکت برتر تولید کننده EPDM قرار دارد. در طرف دیگر ورسالیس ایتالیا را داریم (Versalis) که بعنوان یکی از زیر مجموعه های شرکت نفتی بزرگ Eni در حوزه رابرهایی چون EDPM حرف های فنی بسیاری برای گفتن دارد. هر دو شرکت جایگاه فنی معتبری را در بین اهالی صنعت دارند. در این بخش می خواهیم یک مقایسه فنی بین دو گرید معروف و پرکاربرد این دو کمپانی انجام دهیم.

از آنجاییکه گریدهای EPDM میتسوئی را به خوبی می شناسیم، در ابتدا EPDM ورسالیس را معرفی می کنیم. ورسالیس EPDM های خود را با نام تجاری Dutral عرضه می کند و قبل از نام هر گرید عبارت Ter را استفاده می کند که نشان دهنده استفاده از سه منومر در تولید این گریدها و تفاوت آن ها با رابرهایی چون EPR است. گرید مورد نظر ما برای معرفی Dutral Ter 4049 است. مشخصات این گرید مطابق زیر است:

  • ویسکوزیته مونی برابر با ML 1+4 (125 °C) = 76
  • درصد اتیلن برابر با 5
  • درصد Diene Monomer برابر با 5

EPDM Hose

با توجه به ویسکوزیته و درصد Diene Monomer می توان گفت این گرید در گروه EPDM های با وزن مولکولی بالا و با سرعت پخت معمولی قرار دارد. با توجه به این اطلاعات و اگر از یک مهندس پلیمر بخواهیم گریدی معادل Dutral Ter 4049 را از کمپانی میتسوئی به ما معرفی کند، بدون شک انتخاب EPT 3110M گزینه بسیار مناسبی است.

EPT 3110M ویسکوزیته مونی ML 1+4 (125 °C) = 78، درصد اتیلنی مساوی با 56% و 5% نیز Diene Monomer در ساختار خود دارد و مشابه با Dutral Ter 4049 است. اما نکته مهم این است که کاتالیست مورد استفاده در تولید Dutral Ter 4049 از نوع زیگلر ناتا به عنوان یک کاتالیست معمولی و در مورد EPT 3110M متالوسنی با بازدهی بالا و معماری مهندسی زنجیره ویژه است. همین نکته منجر به برتر بودن EPT 3110M از نقطه نظر خواص مکانیکی خواهد بود.

هر دو گرید را می توان در تولید قطعات اتومبیل ( مانند گرومت و نوارهای آب بندی) و انواع شلنگ به کار گرفت.

EPDM Structure

چگونه گرید EPDM مد نظرمان را انتخاب کنیم؟

در ابتدا به چند ویژگی برجسته و مهمترین مزایای EPDM در برابر سایر رابرهای سنتزی پر مصرفی چون SBR, PBR, … نگاهی کنیم:

  • فرایند پذیری بسیار عالی
  • پایداری جوی
  • پایداری حرارتی
  • عایق بسیار عالی در برابر الکتریسیته
  • مقاومت شیمیایی بینظیر
  • و خواص مکانیکی خوب در دماهای منفی

همین مشخصات در کنار قیمت رقابتی باعث نفوذ EPDM به طیف گسترده ای از کاربری های مختلف شامل قطعات خودرو، عمران و ساختمان و صنعت برق و الکترونیک شده است و این رابر را به سومین رابر پر مصرف دنیا تبدیل کرده است. EPDM در بسیاری از کالاهای روزمره ای که در پیرامون ما دیده می شوند به شکل لوله، نوار، واشر و اورینگ، روکش کابل و … وجود دارد. در این بخش می خواهیم در خصوص مهمترین پارامتر هایی که در حین انتخاب گرید مناسب EPDM برای هر کاربری بایستی مدنظر قرار گیرد، صحبت کنیم.

فرض کنید بر اساس الزامات کاربری مد نظر EPDM گزینه ای معقول و مناسب است. این الزامات موارد فنی مختلفی را چون خواص مکانیکی ( مانند استحکام، پارگی، ضربه و …)، خواص شیمیایی ( مقاومت در برابر حلال، سیال و …)، خواص الکتریکی و حرارتی و … در بر می گیرند. اما می خواهیم ببینیم پارامترهای مهندسی که در انتخاب گرید EPDM مناسب اثر گذارند، چه مواردی هستند.

می توان گفت موارد زیر تعیین کننده عملکرد و کارایی یک قطعه بر پایه EPDM هستند:

  • گرید EPDM پایه
  • دیگر اجزای رابری موجود ( برای مثال قطعه مورد نظر ما تنها متشکل از EPDM است یا ترکیبی از EPDM با دیگر رابرها؟)
  • وجود تقویت کننده های آلی و معدنی ( مانند Carbon black و …)
  • وجود انواع روغن ها
  • سیستم پخت قطعه
  • فرایند تولید و شکل دهی قطعه

تمامی موارد بالا بر عملکرد و کیفیت قطعه نهایی اثر گذارند. اما به صورت ویژه در مورد گرید EPDM انتخاب شده که محل بحث ما است، توجه به موارد زیر حیاتی است.

EPDM Structure

خواص و رفتار عملکردی یک گرید EPDM تحت تاثیر عوامل زیر است:

  • جرم مولکولی
  • توزیع جرم مولکولی
  • درصد اتیلن موجود در ساختار
  • درصد منومر Diene عامل پخت ( برای مثال ENB)
  • وجود روغن در ساختار
  • تکنولوژی تولید و کاتالیست استفاده شده

به صورت کلی با افزایش جرم مولکولی خواص مکانیکی EPDM تقویت می شود. برای مثال استحکام مکانیکی رابطه مستقیم با جرم مولکولی دارد. جرم مولکولی را می توان به کمک اعداد مربوط به ویسکوزیته مونی گرید ارزیابی کرد و این دو پارامتر رابطه مستقیم با یکدیگر دارند. بایستی در نظر داشت جرم مولکولی تعیین کننده وضعیت شکل دهی گرید مورد نظر نیز می باشد. همچنین توزیع جرم مولکولی گرید مورد نظر نیز مهم است و به صورت کلی گریدهای با توزیع جرم مولکولی پهن فرایند پذیری و شکل پذیری بهتری دارند و گریدهای با جرم مولکولی باریک خواص مکانیکی بهتری دارند. درصد اتیلن نیز تعیین کننده خواص مکانیکی همچون استحکام است. در شرایط ثابت با افزایش درصد اتیلن سختی و استحکام گرید مورد نظر افزایش می یابد. اما در مورد سرعت پخت بایستی به سراغ درصد Diene Monomer رفت و در یک گرید با افزایش درصد این بخش، سرعت پخت نیز افزایش می یابد.

در پایان بایستی در نظر داشت از آنجاییکه EPDM در تولید قطعات مهندسی نیز به کار گرفته می شود، ارزیابی پارامتر مانایی فشاری یا همان Compression Set نیز مهم است و با افزایش جرم مولکولی و همچنین Diene Monomer، مانایی فشاری کاهش می یابد.

Dutral-TER 4437WO

سوغات پلیمر پیشرفته دانا از ایتالیا، معرفی Dutral-TER 4437WO، یک EPDM خاص از کمپانی Eni

EPDM یکی از پرکاربردترین کائوچوهای مصنوعی است که در تولید قطعات خودرو، قطعات صنعتی، لوازم خانگی و … استفاده می شود. در این بین، رقابتی بین تولیدکنندگان رده جهانی این محصول برای معرفی گونه های جدید و با کاربردها نوین و به منظور در نوردیدن مرزهای محدودیت برقرار است.

Dutral نام تجاری محصول EPDM تولیدی شرکت Eni (یکی از قدیمی ترین تولید کنندگان مواد شیمیایی جهان) با آخرین نسل از کاتالیست های دوست داشتنی زیگلر-ناتا می باشد که طیف گسترده ای از گونه های EPDM را پوشش می دهد. در نتیجه Eni در سبد گونه های EPDM، و با توجه به ویژگی های اساسی آن، انواع گونه ها با محتوی اتیلن، میزان غیر اشباعیت، جرم مولکولی (مونی ویسکوزیته)، تعداد و گستره زنجیره های جانبی، نوع و توزیع جرم مولکولی وجود دارد.

از نقطه نظر مهندسان آمیزه ساز در بسیاری از کاربردها علاوه بر تمایل به دستیابی به خواص مکانیکی/ حرارتی  فرآیند پذیری مناسب، محدودیت های اقتصادی نیز باید مدنظر قرار بگیرند. لذا عموماً گونه های دارای درصد اتیلن نسبتاً بالا که دارای استحکام خام در دمای اتاق و فرآیند هستند، به دلیل جرم مولکولی بالاتر از مقبولیت بیشتری برخوردار می باشند. زیرا در آنها خواصی نظیر جهندگی، مانایی فشاری و استحکام کششی بهبود می یابند. درصد اتیلن بالاتر امکان استفاده از فیلر بیشتر و در فرآیند اکستروژن، سرعت تولید بالاتری فراهم می آورد. از سوی دیگر جرم مولکولی باریکتر سبب افزایش بازدهی اختلاط می گردد. اما نکته مشکل زا، در کنار هم قرار گرفتن توزیع جرم مولکولی باریک و درصد اتیلن بالا سخت شدن فرایندپذیری است. راهکار تولید کنندگان EPDM برای حل این معضل افزودن روغن به عنوان عامل گستراننده و تولید گونه های گسترش یافته با روغن می باشد. در نتیجه ترکیب ایده آلی از ویژگی های مثبت فوق الذکر پدید می آید.

Dutral-TER 4437WO

 Dutral-TER 4437WO راه حل ارائه شده توسط Eni برای این منظور است. مونی ویسکوزیته 57 با 68% محتوی اتیلنی و درصد غیر اشباعیت 5/4% بهمراه 67 پارت روغن کاملاً پارافینیک توانسته است ترکیب منحصر بفردی را فراهم آورد که مورد توجه بسیاری از آمیزه کاران لاستیکی قرار بگیرد. نکته بسیار جالب این محتوی روغن امکان دسترسی به محدوده گسترده ای از سختی، از بسیار نرم تا سختی فوق العاده بالاست. در سختی پایین می توان خواص استحکام قابل قبول و همچنین در سختی بالا به خواصی نظیر کائوچوی طبیعی دست یافت.

روغن پارافینک به کار گرفته شده در Dutral-TER به دلیل نقطه اشتعال بالا، فراریت کمتری از روغن در پخت در دمای بالا در قالبگیری پرسی ایجاد می کند. همچنین در قطعاتی که آزمون لکه زایی در آنها مهم می باشد، استفاده از این گونه EPDM می تواند به کاهش میزان لکه زایی منتهی شود.

شرکت پلیمر پیشرفته دانا به مانند همیشه و با توجه به ویژگی دانش محور بودن آن، بار دیگر به انتخاب جسورانه دست زده است و این گونه جدید را (Dutral-TER) برای نخستین بار در ایران تامین نموده و به فعالان و آمیزه کاران صنعت لاستیک ایران تقدیم می نماید.

EPDM Application

معرفی یکی از پرکاربردترین گریدهای EPDM تولیدی میتسوئی کمیکال، EPT 3092

میتسوئی دو گرید مهم و پرکاربرد را برای صنعت الاستومر در نظر گرفته است:

  • EPT 3092M
  • EPT 3092 PM

با توجه به شیوه نام گذاری میتسوئی به راحتی از اسم این دو گرید می توان فهمید که هر دو مورد به کمک فناوری کاتالیست متالوسن تولید می شوند و بنابراین قطعات تولیدی با این گریدها از خواص مکانیکی فوق العاده ای برخوردارند. هر دو گرید فاقد روغن در ساختار خود هستند و تنها تفاوتشان در شکل ظاهری آن ها است. EPT 3092M به صورت Bale و EPT 3092 PM به صورت گرانول عرضه می شود و بر اساس محل کاربرد نهایی باید نوع مناسب توسط مصرف کننده انتخاب شود.

ویسکوزیته مونی این گرید در شرایط ML (1+4) 125°C برابر با 61 است، 4.6 درصد Diene Monomer دارد و در گروه EPDM های حاوی درصدهای متوسط Diene Monomer است و نهایتا 65 درصد منومر اتیلن در ساختار خورد دارد.

EPDM Application

EPT 3092 یکی از بهترین گزینه های EPDM در دسترس برای تولید انواع نوارهای آب بند تو پر (غیر اسفنجی)، گرومت و گسکت در صنعت خودروسازی، شلنگ و تیوب های ساختمانی و صنعتی و تولید TPE/TPV ها برای صنایع مختلف است. گرید EPT 3092 PM با توجه به شکل فیزیکی گرانول خود بهترین گزینه برای تولید TPE/TPV های مختلف به دلیل سهولت در خوراک دهی برای اکسترودرهای کامپاندر است.

EPDM-min

معرفی نوآوری جدید میتسوئی در خصوص ارائه نسل جدید الاستومر EPDM

بزرگترین تولید کننده الاستومر EPDM در آسیا با تسلطی مثال زدنی در تولید منومرهای مورد استفاده در این الاستومر و همچنین کاتالیست و تجهیزات مورد مصرف در فرایند تولید آن، این بار شاهکار نوآورانه ای را در سبد الاستومرهای تخصصی خود قرار داده است که از شما دعوت می کنیم با این مقاله همراه شوید و ناب ترین محصول میتسوئی کمیکال ژاپنی را بشناسید.

ابتدا لازم است قدری چاشنی ادبیات فنی به موضوع این مقاله اضافه کنیم. همانطور که می دانیم پلیمرها را به کمک حروف اختصاری که نشان دهنده منومرهای مورد استفاده در تولید آن ها است، نام گذاری می کنند. بر اساس همین نکته EPDM یعنی پلیمری که در آن منومرهای اتیلن (Ethylene)، پروپیلن (Propylene) و Diene Monomer استفاده شده است. اتیلن و پروپیلن مسئول تنظیم خواص فیزیکی-مکانیکی و Diene Monomer امکان استفاده از سیستم پخت گوگردی را برای این پلیمر فراهم می کند. به دلیل ریزساختار ویژه ای که در نتیجه استفاده از منومرهای نامبرده شده و روش پلیمریزاسیون ویژه این پلیمر حاصل می شود، EPDM در گروه الاستومرها قرار می گیرد و برای تولید انواع محصولات لاستیکی، بخصوص در صنعت خودروسازی و ساختمان، به کار می رود.

EPDM-min

برای آشنا شدن با محصول جدید میتسوئی کمیکال باید در لیست پلیمرها، EBDM را نیز وارد کنیم! درست خواندید، EBDM و نه EPDM، در واقع در آینده ای نزدیک که این الاستومر نوظهور در بسیاری از کاربردها جایگزین EPDM و حتی دیگر الاستومرها شود، احتمالا نام آن راحت تر در ذهن مهندسین پلیمر جای خواهد گرفت.

میتسوئی کمیکال به صورت هنرمندانه ای منومر Butene را جایگزین Propylene، و EPDM را تبدیل به EBDM کرده است. مهمترین مزایای EBDM در مقایسه با EPDM شامل موارد زیر است:

  • انعطاف و نرمی بسیار بیشتر به دلیل حضور منومر بوتن
  • مقاومت به پارگی، ترکیدگی و ضربه پذیری بسیار بالاتر در دماهای منفی
  • امکان استفاده بیشتر از پرکننده ها در فرمولاسیون های تولیدی
  • مناسب برای تولید قطعات نرم، مانند انواع TPV و TPE خاص
  • تشکیل کمتر رطوبت و بخار در سطح قطعات تولیدی
  • مهاجرت بسیار کمتر روغن مورد استفاده در فرمولاسیون قطعات مختلف
  • فرایند پذیری بهتر در دستگاه های شکل دهی (مانند انواع غلتک، بنبوری و اکسترودر ) و تولید راحت ترقطعات لاستیکی

EBDM پتانسیل بسیار بالایی برای جایگزین کردن EPDM در فرمولاسیون محصولات مختلفی که به مقاومت بالا در دماهای کم نیاز دارند، Cold Resistance، دارد و برای تولید TPV های با کاربری در محیط های سرد بسیار مناسب خواهد بود.

EPDM Hoses

معرفی گرید EPDM EPT 3110M میتسوئی کمیکال و مقایسه آن با یکی از گریدهای مشهور بازار EPDM ها

در ابتدای این مقاله تصمیم داریم با یکی از پرکاربردترین EPDM های تولید میتسوئی کمیکال آشنا شویم و سپس یک مقایسه فنی انجام دهیم. EPT 3110M ، فاقد روغن در ساختار خود است، به کمک فناور کاتالیست متالوسن تولید می شود و سایر مشخصات آن مطابق زیر است:

  • ویسکوزیته مونی این گرید در شرایط ML (1+4) 125°C برابر با 78 است،
  • درصد اتیلن برابر با 56 درصد می باشد،
  • درصد Diene Monomer برابر با 5 درصد ( در گروه EPDM های حاوی درصد Diene Monomer متوسط) تنظیم شده است،
  • و شکل فیزیکی ارائه به صورت Bale است.

بارزترین ویژگی گرید EPT 3110M نیز بالانس بینظیر خواص مکانیکی و عملکرد بی مانند آن در دماهای پایین است. این ویژگی و ریزساختار مهندسی باعث شده است این گرید در تولید بسیاری از قطعات خودرو، قطعات صنعتی و ساختمان مورد استفاده قرار بگیرد.

EPDM Hoses

حالا که با ویژگی های EPT 3110M آشنا شدیم، آماده ایم تا این گرید را با یکی از خوش نام ترین گریدهای بازار EPDM مقایسه کنیم. Kumho Polychem بیش از 130 سال است که یکی از مهمترین تولید کنندگان گریدهای مختلف EPDM است. دلیل انتخاب Kumho Polychem تنها این نکته نیست، گرید بسیار معروف KEP 270 این کمپانی به وفور در کارخانجات صنعتگران ایرانی به چشم می خورد. EPT 3110M با توجه به ساختار خود یکی از رقیبان اصلی KEP 270 و معادل آن برای تولید کالاهای مشابه است. KEP 270 حاوی 57 درصد اتیلن است و با یک درصد اختلاف، کاملا مشابه 3110M است، ویسکوزیته مونی برابر با 71 در شرایط ML (1+4) 125°C دارد و حدود 10 درصد در مقایسه با گرید 3110M کمتر است و در نهایت 4-5 درصد Diene Monomer دارد، که مشابه 3110M است.

مطابق مقایسه صورت گرفته در بالا EPT 3110M مشابه KEP 270 کمپانی کره ای خوشنام Kumho Polychem، و حتی با توجه به استفاده از کاتالیست متالوسن و ویسکوزیته بالاتر برای تولید قطعات با دوام مناسب تر نیز می باشد. EPT 3110M یکی از گریدهای موفق میتسوئی کمیکال برای تولید قطعات خودرو، ساختمان و صنعتی، و رقیبی جدی برای KEP 270 است.

EPT 3072

نگاهی به خواص منحصربفرد EPT 3072 EPM

همانطور که می دانیم EPT نام برند تجاری EPDM های تولیدی شرکت میتسوئی کمیکال (Mitsui Chemicals Inc.) است. میتسوئی به کمک فناوری منحصربفردی که در تولید کاتالیست های پلیمریزاسیون الفین ها در اختیار دارد، گریدهای مختلف EPDM را برای کاربردهای گوناگون تولید می کند. میتسوئی کمیکال به کمک آزمایشگاه تحقیقاتی مجهز خود و ارتباط گسترده با مشتریان EPDM، همواره به دنبال توسعه گریدهای تولیدی خود به منظور رفع نیازهای صنعتگران است. در این بخش با خواص و ساختار گرید EPT 3072 EPM آشنا خواهیم شد و کاربردهای آن را مرور می کنیم.

در بخش قبلی با شیوه نامگذاری EPDM های تولیدی میتسوئی کمیکال آشنا شدیم و برای مطالعه مجدد آن می توانید به لینک زیر مراجعه کنید.

EPT 3072

همانطور که از نام EPT 3072 EPM مشخص است، این EPDM دوست داشتنی و پر کاربرد از انواع گرانولی، نرم شده با روغن و تولید شده با کاتالیست متالوسن میتسوئی کمیکال است که از کد EPM آن مشخص است. در مورد ساختار 3072 EPM نیز می توان گفت این رابر ویسکوزیته مونی برابر با 51 ML (1+4) 125 °C دارد و در زنجیره های پلیمری خود 64 درصد اتیلن، 5.4 درصد منومر Diene و در نهایت حدود 30 درصد پروپیلن دارد. توزیع وزن مولکولی 3072 EPM باریک است و در بسته بندی های 25 kg که در پالت های 750 kg چیده می شوند، عرضه می شود.

EPT 3072 EPM برای کاربری های زیر یکی از ایده آل ترین گریدهای EPDM است:

  • تولید گرومت و گسکت ها
  • تولید نوارهای آب بند خودرویی
  • تولید قطعات لرزه گیر
  • اصلاح ضربه پذیری PP و تولید TPE/TPV
EPT در خودرو

معرفی برند EPT میتسوئی در دنیای EPDM ها

EPT نام برند تجاری EPDM های تولیدی کمپانی معظم میتسوئی کمیکال (Mitsui Chemicals) است. میتسوئی به کمک کاتالیست های متالوسنی که فناوری تولید آن ها در دست خودش است، علاوه بر انواع زیگلر ناتا، گریدهای مختلف متالوسنی EPT EPDM را برای طیف گسترده ای از کاربردها تولید می کند. مهمترین مزایای EPDM های تولیدی میتسوئی که ناشی از روش تولید منحصربفرد این کمپانی است، عبارتند از:

  • فرایند پذیری عالی
  • مقاومت عالی در برابر هوازدگی و تابش نور خورشید
  • پایداری حرارتی بالا
  • عایق خوب در برابر گرما و جریان الکتریسیته
  • مقاومت شیمیایی بینظیر در برابر حلال های قطبی

کاربردهای مختلف گریدهای EPT در تصاویر زیر دیده می شود.

EPT در خودرو

EPT در لاستیک

EPT در لاستیک

مهمترین مزیت EPDM های متالوسنی تولیدی میتسوئی، یکنواختی ریز ساختار مولکولی این الاستومرها است. در واقع از آنجاییکه EPDM ها در زنجیره اصلی خود اجزای غیر اشباعی ندارند و عامل پخت آن ها به صورت شاخه ای در ساختار قرار می گیرد، بنابراین به خودی خود مقاومت بالایی در برابر تابش نور خورشید و اشعه ازون نسبت به دیگر الاستومرها مانند NR، SBR، PBR و … دارند. اما گریدهای EPT به دلیل یکنواختی ساختار متالوسنی خود سرعت پخت یکنواخت در تمام زنجیره ها و توزیع یکنواخت منومرها را دارند. با تنظیم درصد منومرهای مختلف، میتسوئی طیف گسترده ای از EPDM ها را تولید می کند. برای مطالعه اطلاعات بیشتر در خصوص EPDM های متالوسنی به لینک زیر رجوع کنید.

نام گذاری گریدهای مختلف EPT بر اساس ساختار آن ها و به صورت زیر انجام می گیرد:

  • نام هر گرید شامل یک کد عددی چهار رقمی و حروف لاتین پس از آن است، که اعداد مختلف به ترتیب از سمت چپ بیانگر مشخصات زیر هستند:
    • عدد اول، نشان دهنده غلظت منومر غیر اشباع با قابلیت پخت گوگردی است، این عدد هر چقدر بالاتر باشد، سرعت پخت گوگردی قطعات تولیدی بالاتر است.
    • عدد دوم و سوم، این کد دو رقمی نشان دهنده ویسکوزیته مونی گرید است. برای مثال کد 07 بیانگر ویسکوزیته مونی حدود 70 است.
    • عدد چهارم، این کد مشخصات کلیدی گرید را نشان می دهد و مطابق تصویر زیر هر عدد خاصیت ویژه ای از گرید را نشان می دهد.
  • همانطور که گفته شد نام هر گرید شامل حروف لاتین نیز می شود. این حروف لاتین مشخصات تکمیلی هر گرید را معین می کنند و چنانچه گرید مورد نظر در گروه EPDM های معمولی میتسوئی قرار گیرد، ممکن است در نام گذاری آن از حروف لاتین استفاده نشود. مهمترین حروف مورد استفاده E، به معنای نرم شده با روغن، P، به معنای شکل فیزیکی گرانولی، H، به معنای استفاده از فیلم پلی اتیلنی به عنوان کاور و محافظ و M، به معنای تولید به کمک کاتالیست متالوسنی است. تصویر زیر خلاصه شیوه نامگذاری میتسوئی را برای گریدهای مختلف نشان می دهد.

EPT در لاستیک

در بخش های بعدی با هر یک از گریدهای پر کاربرد EPT و مشخصات ساختاری آن ها بیشتر آشنا خواهیم شد.

 

 

 

فرمولاسیون قطعات خودرویی بر پایه رابر EPDM

فرمولاسیون قطعات خودرویی بر پایه رابر EPDM – بخش دوم

در بخش های قبلی در ارتباط با مزیت های EPDM های تولید شده با کاتالیست های متالوسنی و کاربردهای آن ها در تولید قطعات خودرویی صحبت هایی شد. پیشنهاد می شود ابتدا به لینک های زیر مراجعه کنید و این نکات را مطالعه کنید و ادامه فرمولاسیون های قطعات خودرویی مبتنی بر EPDM را در این بخش دنبال کنید.

فرمولاسیون EPDM

EPDM متالوسنی

بخش مهمی از قطعات لاستیکی مورد استفاده در تولید خودروها به دلایل مختلفی همچون سبکی، عایق بودن در برابر صوت و گرما، انعطاف و شکل پذیری خوب و مسائلی از این دست، به صورت فوم و در اصطلاح اسفنجی تولید می شوند. از جمله این قطعات نوارهای اسفنجی حاشیه درب خودروها است که نقش مهمی در عایق سازی کابین خودرو در برابر نفوذ مایعات، صدا، گرما، سرما و همچنین جذب ضربات دارند. مهندسی ترین گزینه لاستیکی برای تولید این قطعات EPDM است و تصویر زیر نمونه ای از این قطعات را نشان می دهد.

فرمولاسیون قطعات خودرویی بر پایه رابر EPDM

علاوه بر الزامات عملکردی ذکر شده در بالا، به دلیل اینکه این قطعات در معرض دید کاربر هستند بایستی سطحی کاملا صاف و بدون برآمدگی و شکفتگی (Blooming) داشته باشند. بنابراین در انتخاب گرید EPDM پایه و مجموعه افزودنی های تقویت کننده، فوم زا و پخت بایستی دقت کافی به کار گرفته شود. مهمترین وجه تمایز این کاربری EPDM با دیگر کاربردهای ذکر شده در قبل، قابلیت گرید انتخابی در میزان بازگشت به شکل اولیه و تغییر شکل ندادن در اثر بار وارده از سوی درب خودرو است و در حقیقت مانایی فشار این قطعات بایستی بسیار کم باشد. معمولا EPDM های حاوی زنجیره های پلیمری با شاخه های بلند برای این کاربری استفاده می شوند. سرعت پخت این قطعات نیز بالا باید باشد و بنابراین از گریدهای EPDM با ترپلیمر بالا (High Norbornene) استفاده می شود.

به صورت کلی فرمولاسیون تولید این قطعات شامل اجزا با غلظت های ذکر شده در زیر است.

  • EPDM (Oil extended (10-20 part)): 100-120 part
  • Zinc oxide: 5 part
  • Stearic acid: 2 part
  • Carbon black: 80-100 part
  • Paraffinic oil: 70-90 part
  • Calcium carbonate: 30-50 part
  • Calcium oxide: 5 part
  • Curing agents:
    • MBT: 2 part
    • ZnEDC: 1 part
    • DPTT: 1 part
    • CBS: 1 part
    • TeEDC: 0.3 part
    • Sulfur: 1.5 part

آخرین گروه مهم قطعات خودرویی که EPDM بخش لاستیکی آن ها را تشکیل می دهد، مجموعه شلنگ ها و جنت های انتقال آب مورد استفاده در قطعات زیر کاپوت خودرو است.

فرمولاسیون قطعات خودرویی بر پایه رابر EPDM

مهمترین الزامات این قطعات که EPDM به خوبی آن ها را برآورده می کند، عبارتند از:

  • انعطافپذیری بسیار عالی در دماهای پایین
  • مقاومت حرارتی بالا به دلیل قرارگیری در معرض دمای موتور
  • فرایندپذیر بودن و شکل پذیری خوب
  • حفظ خواص بالا برای طولانی مدت

EPDM های مناسب برای این کاربری بایستی انعطافپذیری خوبی داشته باشند و بتوان آن ها را با روغن به خوبی کامپاند و شکل دهی کرد. سرعت پخت این قطعات معمولی است و درصد کومنومر بالایی نیاز ندارند.

به صورت کلی فرمولاسیون تولید این قطعات شامل اجزا با غلظت های ذکر شده در زیر است.

  • EPDM (Oil extended (10-20 part)): 110 part
  • Zinc oxide: 5 part
  • Stearic acid: 1 part
  • Carbon black: 130 part
  • Paraffinic oil: 65 part
  • Polyethylene glycol (PEG 4000): 1 part
  • Calcium carbonate: 30 part
  • Calcium oxide: 7 part
  • Curing agents:
    • ZnBDC: 1.5 part
    • EU: 0.5 part
    • CBS: 0.5 part
    • TMTD: 0.5 part
    • Sulfur: 0.3 part
    • Dithiodimorpholine: 1.5 part

سختی چنین شلنگی در حدود 70 shore A خواهد بود و مانایی فشار بسیار کمی باید داشته باشد.

مهندسی معماری زنجیره های EPDM به کمک کاتالیست های متالوسنی

مهندسی معماری زنجیره های EPDM به کمک کاتالیست های متالوسنی

صنعت خودرو حدود ۴۵ درصد EPDM های تولیدی را به مصرف می رساند و در مقام های بعدی کاربرد اصلاح ویسکوزیته روغن، اصلاح خواص پلیمرها، ژئوممبران و روکش سیم و کابل مهمترین صنایعی هستند که EPDM را به عنوان ماده اولیه به مصرف می رسانند. با توسعه کاتالیست های متالوسنی در دهه هشتاد میلادی امکان تولید پلیمرهای الفینی با ریزساختار مهندسی مهیا شد. در ادامه از کاتالیست های متالوسنی در تولید EPDM نیز استفاده شد و نسل نوین این پلیمر، موسوم به EPDM های متالوسنی، تولید شدند.

امروزه بهره وری تولید در صنایع مختلف به عنوان یکی از مهمترین پارامترهای تولید مورد توجه قرار می گیرد. یکی از شاخص های مهم بهره وری مناسب، بازدهی بالا در فرایند تولید است. برای مثال افزایش نرخ تولید، افزایش کیفیت قطعات تولیدی و کاهش میزان ضایعات همگی می توانند بازدهی بالایی را در تولید به ثبت برسانند. پلیمرهای تولید شده با کاتالیست های متالوسنی به لطف امکان کنترل ریزساختار به کمک این کاتالیست ها، می توانند در کاهش ضایعات تولید، افزایش نرخ تولید و بهبود خواص قطعات تولیدی نقش بسزائی داشته باشند. این بخش مهمترین مزایای EPDM های متالوسنی را برمی شمارد.

مهندسی معماری زنجیره های EPDM به کمک کاتالیست های متالوسنی

مهمترین تفاوت کاتالیست های متالوسنی با انواع دیگر مانند کاتالیست ها، مانند خانواده زیگلر ناتا، عدم نیاز به افزودنی های خنثی ساز پلیمریزاسیون و همچنین امکان ایجاد توالی های منظم از منومر و کومنومرها در پلیمرهایی مانند EPDM است. از آنجاییکه در فرایند پلیمریزاسیون به کمک کاتالیست های متالوسنی به افزودنی های خنثی ساز نیاز نیست، بنابراین مرحله خنثی سازی بقایای کاتالیست ( فرایند Deashing) از مراحل تولید EPDM متالوسنی حذف می شود. با این کار علاوه بر افزایش سرعت تولید می توان EPDM تولیدی را مستقیما به اکسترودرهای گرانول ساز انتقال داد و گریدهای EPDM گرانول را نیز تولید کرد. (در حالت عادی EPDM به صورت فله (Bale) است.) از طرف دیگر در فرایند Deashing اکسیژن موجود در محیط فرایند منجر به تخریب زنجیره های EPDM و ایجاد ژل در ساختار آن می شود و بنابراین با حذف این فرایند میزان ژل موجود در ساختار EPDM متالوسنی کمتر می شود و بنابراین سطح قطعات تولیدی یکنواخت تر با کیفیت بهتری خواهد بود.

از جمله دیگر مزایای EPDM های متالوسنی، توزیع یکنواخت تر جرم مولکولی در آن ها است. این ویژگی موجب می شود خواص مکانیکی گرید تولیدی در مقایسه با انواع تولید شده با کاتالیست های زیگلر ناتا برتر باشد و برای مثال استحکام مکانیکی بالاتری در قطعه نهایی ایجاد شود. EPDM های متالوسنی مقدار کلر کمتری از فرایند پلیمریزاسیون در ساختار خود دارند و بنابراین پایداری بهتری در برابر شرایط جوی و هوازدگی در مقایسه با EPDM های تولیدی با کاتالیست های زیگلر ناتا از خود نشان می دهند.

لازم به ذکر است که امکان ایجاد فرایند پخت گوگردی در EPDM ها با حضور منومر سوم ( معمولا منومر سوم Ethylidene Norbornene (ENB) است) فراهم میشود. غلظت منومر سوم و نحوه توزیع آن در سراسر ساختار EPDM تعیین کننده کیفیت و سرعت فرایند پخت و خواص مکانیکی قطعه نهایی است. کاتالیست های متالوسنی امکان توزیع یکنواخت منومر سوم را در ساختار EPDM مهیا می کنند.