Cao su EPDM là một trong những loại vật liệu đàn hồi tổng hợp được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp. Mời bạn theo dõi bài viết bên dưới đây từ Thái Dương Plastics để hiểu rõ hơn đặc điểm, tính chất kỹ thuật và ưu điểm của EPDM so với các loại cao su khác, từ đó lựa chọn được loại vật liệu phù hợp cho từng ứng dụng cụ thể.
Tổng quan về cao su EPDM (chịu hóa chất)
Cao su EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) là loại cao su tổng hợp thuộc nhóm M-class trong phân loại ASTM D-1418. Nhóm M-class chỉ ra rằng EPDM có chuỗi polymer chính bão hòa. Đây là một copolyme của ethylene và propylene, kết hợp thêm một lượng nhỏ diene để tạo liên kết ngang trong quá trình lưu hóa. Nhờ cấu trúc phân tử có chuỗi chính bão hòa, EPDM có độ ổn định cao trước các yếu tố môi trường như tia UV, ozone, oxy hóa…
Loại vật liệu này được nghiên cứu từ những năm 1950 và bắt đầu được ứng dụng thương mại trong thập niên 1960. Trong thời kỳ khủng hoảng dầu mỏ, EPDM trở nên phổ biến do có khả năng thay thế các vật liệu có nguồn gốc từ dầu mỏ trong lĩnh vực xây dựng và công nghiệp ô tô.
Xem thêm: Cao su là gì?
Thành phần cấu tạo và tính chất kỹ thuật của cao su EPDM
EPDM là một loại cao su tổng hợp thuộc nhóm elastomer không phân cực, được tạo thành từ ba loại monomer (ethylene, propylene và một lượng nhỏ diene monomer như ENB, DCPD, VNB…). Ethylene và propylene tạo nên chuỗi polymer chính, trong khi nhóm diene cho phép hình thành liên kết ngang trong quá trình lưu hóa.
Cấu trúc phân tử của EPDM có chuỗi chính bão hòa, giúp vật liệu có độ ổn định cao trước quá trình oxy hóa và phân hủy do tác động của môi trường. Đây cũng là lý do EPDM được sử dụng phổ biến trong các ứng dụng ngoài trời và nơi có yêu cầu khắt khe về độ bền thời tiết.
Quá trình lưu hóa có thể thực hiện bằng hai hệ phổ biến: lưu huỳnh và peroxide. Lưu hóa bằng lưu huỳnh phù hợp với các ứng dụng tiêu chuẩn, chi phí thấp, trong khi lưu hóa bằng peroxide cho khả năng chịu nhiệt và kháng hóa chất cao hơn, thích hợp với môi trường khắc nghiệt hoặc có yêu cầu kỹ thuật cao.
5 tính chất vật lý đặc trưng
Các thông số vật lý dưới đây cho thấy khả năng làm việc của EPDM trong các điều kiện cơ học và nhiệt độ thông thường:
- Độ cứng: Dao động từ 40 đến 90 Shore A, cho phép điều chỉnh theo mức độ đàn hồi yêu cầu.
- Độ bền kéo: Có thể đạt đến 25 MPa tùy theo công thức phối trộn, đáp ứng yêu cầu về độ ổn định cơ học.
- Độ giãn dài khi đứt: Từ 300% đến 600%, phản ánh khả năng đàn hồi và phục hồi sau biến dạng tốt.
- Khối lượng riêng: Trong khoảng 0.9 đến 1.3 g/cm3, giúp tối ưu khối lượng sản phẩm trong khi vẫn đảm bảo độ bền.
- Khả năng chịu nhiệt: Làm việc ổn định trong khoảng từ -50 độ C đến 150 độ C, phù hợp với nhiều điều kiện khí hậu và nhiệt độ công nghiệp.
Tính chất hóa học tiêu biểu
Cao su EPDM có khả năng kháng hóa chất tốt, đặc biệt với các dung môi phân cực như aceton, rượu, glycol, axit hữu cơ, kiềm loãng… Đây là điểm mạnh giúp loại vật liệu này hoạt động bền bỉ trong các môi trường hóa chất nhẹ, khu vực tiếp xúc với hơi nước và khí quyển ngoài trời.
Ngoài ra, EPDM có khả năng chống chịu tia UV, ozone, oxy hóa… Tuy nhiên, loại cao su này không tương thích với các hợp chất hydrocarbon không phân cực, dầu khoáng, xăng, mỡ bôi trơn… Trong những điều kiện này, vật liệu dễ bị trương nở, biến dạng và suy giảm tính chất cơ học.
Ứng dụng phổ biến của cao su EPDM
Nhờ những tính chất được kể trên, cao su EPDM được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như:
- Ngành xây dựng: Làm tấm lợp mái, đệm giãn nở, vật liệu chống thấm, sàn cao su ngoài trời
- Công nghiệp ô tô: Sản xuất gioăng cửa, ống dẫn nước làm mát, chi tiết giảm chấn, khe co giãn.
- Ngành hóa chất và xử lý nước: Làm kín bồn chứa, van công nghiệp, các bộ phận tiếp xúc với môi trường có độ ăn mòn cao.
- Ngành thực phẩm: EPDM trắng đạt chuẩn FDA được dùng trong các thiết bị và đường ống tiếp xúc với thực phẩm và nước uống.
- Công nghiệp điện: Nhờ tính cách điện tốt, EPDM được dùng làm vỏ bọc cáp, đệm cách điện trong thiết bị điện…
Ngoài ra, EPDM còn được ứng dụng trong các sản phẩm gia dụng, sản xuất thiết bị thể thao, băng dính chịu nhiệt, và các linh kiện chịu lực trong môi trường ngoài trời.
Lưu ý trong gia công cao su EPDM
Mặc dù EPDM có khả năng chống chịu tốt nhưng lại là vật liệu khó gia công hơn so với một số loại cao su khác. Trong quá trình cán luyện hoặc đùn ép, EPDM có xu hướng ôm trục và bám dính kém với các vật liệu như vải mành hoặc kim loại. Điều này đòi hỏi kỹ thuật xử lý và sử dụng chất kết dính trung gian phù hợp để tạo liên kết chắc chắn giữa các lớp vật liệu.
Gia công ép phun, ép nén cao su EPDM cần kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ lưu hóa và thời gian gia công. Đối với EPDM lưu hóa bằng peroxide, cần tránh sử dụng trong khuôn kim loại dễ bị ăn mòn nếu không có lớp phủ bảo vệ, vì các hợp chất peroxide có thể tạo phản ứng oxy hóa mạnh.
Ưu điểm của cao su EPDM so với các loại cao su khác
So với các loại cao su tổng hợp khác, EPDM nổi bật nhờ khả năng làm việc trong dải nhiệt độ rộng, độ bền thời tiết và kháng hóa chất phân cực. Không giống như NBR có độ bền dầu tốt nhưng kém chịu ozone và UV, EPDM hoạt động tốt trong môi trường ngoài trời và tiếp xúc với hóa chất loãng.
So với silicone, EPDM có giá thành thấp hơn và độ bền cơ học cao hơn trong các ứng dụng chịu kéo hoặc va đập. Trong khi đó, so với FKM (Viton), EPDM kém về khả năng kháng dầu nhưng lại có ưu thế về tính đàn hồi và chi phí sản xuất.
Cao su EPDM là vật liệu tổng hợp đa năng với nhiều ưu điểm nổi bật về cơ lý, hóa học và khả năng làm việc trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Để hiểu hơn về cách sử dụng hiệu quả EPDM trong ép cao su công nghiệp, mời liên hệ Thái Dương Plastics để được tư vấn chi tiết hơn.