El caucho EPDM ( caucho monómero de etileno propileno dieno ) [1] [2] [3] es un tipo de caucho sintético que se utiliza en muchas aplicaciones.
EPDM es un caucho de clase M según la norma ASTM D-1418; la clase M comprende elastómeros que tienen una cadena saturada del tipo polietileno (la M deriva del término más correcto polimetileno). EPDM está hecho de etileno , propileno y un comonómero de dieno que permite la reticulación mediante vulcanización con azufre . El pariente anterior de EPDM es EPR, caucho de etileno propileno, que no contiene unidades de dieno y solo puede reticularse usando métodos de radicales como peróxidos. [4] Los dienos utilizados en la fabricación de cauchos de EPDM son etiliden norborneno (ENB),diciclopentadieno (DCPD) y vinil norborneno (VNB).
El EPDM se deriva de polietileno en el que se ha copolimerizado 45-85% en peso de propileno para reducir la formación de la cristalinidad típica del polietileno. EPDM es un material semicristalino con estructuras cristalinas de tipo etileno en contenidos de etileno más altos, volviéndose esencialmente amorfo en contenidos de etileno que se acercan al 50% en peso.
Los cauchos con esqueletos poliméricos saturados, como EPDM, tienen una resistencia al calor, la luz y el ozono mucho mejor que los cauchos insaturados como el caucho natural , SBR o policloropreno (neopreno). Como tal, el EPDM se puede formular para que sea resistente a temperaturas de hasta 150 ° C y, si se formula correctamente, se puede utilizar en el exterior durante muchos años o décadas sin degradarse. EPDM tiene buenas propiedades a baja temperatura, con propiedades elásticas a temperaturas tan bajas como -40 ° C dependiendo del grado y la formulación.
Como ocurre con la mayoría de cauchos, el EPDM siempre se utiliza combinado con cargas como el negro de humo y el carbonato de calcio, con plastificantes como los aceites parafínicos, y tiene propiedades gomosas útiles sólo cuando se reticula . La reticulación se realiza principalmente mediante vulcanización con azufre, pero también se logra con peróxidos (para una mejor resistencia al calor) o con resinas fenólicas. La radiación de alta energía, como la de los haces de electrones, se utiliza a veces para producir espumas y alambres y cables.
Propiedades
EPDM es compatible con sustancias polares , por ejemplo, fluidos hidráulicos ignífugos , cetonas, agua fría y caliente y álcalis. Es incompatible con la mayoría de los hidrocarburos, como aceites , queroseno , aromáticos , gasolina y disolventes halogenados . EPDM presenta una excelente resistencia al calor , al ozono , al vapor y a la intemperie . Es un aislante eléctrico.
A continuación se indican las propiedades típicas de los vulcanizados de EPDM. El EPDM se puede combinar para cumplir con las propiedades específicas hasta un límite, dependiendo primero de los polímeros de EPDM disponibles y luego del método o métodos de procesamiento y curado empleados. Los EPDM están disponibles en una variedad de pesos moleculares (indicados en términos de viscosidad Mooney ML (1 + 4) a 125 ° C), niveles variables de etileno, tercer monómero y contenido de aceite.
Propiedad | Valor |
---|---|
Apariencia | |
Dureza, Shore A | 30–90 |
Esfuerzo de rotura por tracción, último | 17 MPa (500-2500 PSI) |
Alargamiento después de la fractura en% | ≥ 300% |
Densidad | Puede combinarse de 0,90 a> 2,00 g / cm 3 |
Propiedad | Valor |
---|---|
Coeficiente de expansión térmica , lineal [5] | 160 µm / (m · K) |
Temperatura máxima de servicio [6] | 150 ° C |
Temperatura mínima de servicio [6] | −50 ° C |
Temperatura de transición del vidrio | -54 ° C |
Usos
Como elastómero duradero , el EPDM es adaptable, impermeable y un buen aislante. EPDM sólido y espuma EPDM expandido se utilizan a menudo para el sellado y de junta , así como las membranas y los diafragmas . EPDM se usa a menudo cuando un componente debe evitar el flujo de fluido sin dejar de ser flexible. También se puede utilizar para proporcionar amortiguación o elasticidad . Si bien el EPDM tiene una resistencia a la tracción decente , su flexibilidad lo hace inadecuado para piezas rígidas como engranajes , ejes y vigas estructurales.
Se utiliza para crear burletes, sellos en puertas para refrigeradores y congeladores (donde también actúa como aislante ), mascarillas para respiradores industriales, canales de vidrio , radiadores , mangueras de jardín y electrodomésticos (donde se usa como material de manguera así como para juntas), tubos , arandelas , juntas tóricas , aislamiento eléctrico y geomembranas .
Un uso común es en vehículos , donde EPDM se usa para sellos de puertas, sellos de ventanas, sellos de maletero y, a veces, sellos de capó. [7] Otros usos en vehículos incluyen mangueras de circuito de sistema de refrigeración; Las bombas de agua, termostatos, válvulas EGR, enfriadores EGR, calentadores, enfriadores de aceite, radiadores y botellas de desgasificación están conectados con mangueras de EPDM. EPDM también se utiliza como tubería de aire de carga en motores turboalimentados para conectar el lado frío del enfriador de aire de carga ( intercooler ) al colector de admisión .
Los sellos de EPDM pueden ser una fuente de chirridos, debido al movimiento del sello contra la superficie opuesta (y su fricción concomitante). El ruido se puede aliviar utilizando recubrimientos especiales que se aplican en el momento de la fabricación del sello. Dichos recubrimientos también pueden mejorar la resistencia química del caucho EPDM. Algunos fabricantes de vehículos también recomiendan una ligera aplicación de grasa dieléctrica de silicona en los burletes para reducir el ruido [ cita requerida ] .
Esta membrana de caucho sintético también se ha utilizado para cubiertas planas debido a su durabilidad y bajos costos de mantenimiento. [8] Como membrana para techos , no contamina el agua de lluvia escurrida (que es de vital importancia para la recolección de agua de lluvia ). [ cita requerida ]
Se utiliza para cinturones , aislamiento eléctrico , vibradores , colectores de calor de paneles solares y envolventes de cono de altavoz. También se utiliza como aditivo funcional para modificar y mejorar las características de impacto de los plásticos termoendurecibles , termoplásticos y muchos otros materiales. [9] [10]
EPDM también se utiliza para componentes que aportan elasticidad ; por ejemplo, se utiliza para cuerdas elásticas , elásticas de amarre , correas, y las suspensiones que se conectan los sistemas de escape a la radiante de vehículos (desde una conexión rígida transferiría vibración, ruido y calor al cuerpo). También se utiliza para protectores de bordes acolchados y parachoques en electrodomésticos, equipos y maquinaria.
Los gránulos de EPDM coloreados se mezclan con aglutinantes de poliuretano y se esparcen con llana o se rocían sobre concreto, asfalto, pantallas, ladrillos entrelazados, madera, etc. para crear una superficie de seguridad porosa, suave y antideslizante para áreas de cubiertas húmedas como las cubiertas de piscinas. Se utiliza como superficie de seguridad debajo del equipo de juego del patio de recreo (diseñado para ayudar a reducir las lesiones por caídas). [ cita requerida ]
La producción anual de caucho sintético en la década de 2010 superó los 10 millones de toneladas anuales y superó los 15 millones de toneladas tanto en 2017 como en 2018. [11]
Referencias
- ^ Ravishankar, PS (2012). "Tratado sobre EPDM". Química y tecnología del caucho . 85 . págs. 327–349. doi : 10.5254 / rct.12.87993 .
- ^ Green, Mark M .; Wittcoff, Harold A. (julio de 2003). Principios de la química orgánica y práctica industrial . Weinheim, Alemania: Wiley. pag. 170. ISBN 978-3-527-30289-5.
Además del caucho natural, muchos cauchos sintéticos ... como ... caucho de monómero de etileno-propileno-dieno ...
- ^ Louie, Douglas K. (2005). "Elastómeros". Manual de fabricación de ácido sulfúrico . Richmond Hill, Canadá: DKL Engineering, Inc. págs. 16-116. ISBN 978-0-9738992-0-7.
EPDM (monómero de etileno propileno dieno) es un caucho de clase M que contiene una cadena saturada del tipo polietileno.
- ^ Traz Ouhadi, Sabet Abdou-Sabet, Hans-Georg Wussow, Larry M. Ryan, Lawrence Plummer, Franz Erich Baumann, Jörg Lohmar, Hans F. Vermeire y Frédéric LG Malet (2014). "Elastómeros termoplásticos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. págs. 1-41. doi : 10.1002 / 14356007.a26_633.pub4 . ISBN 9783527306732.Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- ^ "Diseñar con caucho" (PDF) , Documentación técnica Orings , Eriks, p. 30
- ^ a b "All Seals Inc. - Los especialistas en sellado" . www.allsealsinc.com .
- ^ "¿Qué es el caucho EPDM y sus usos para la automoción?" . 23 de junio de 2015.
- ^ "Explicación de techos de caucho EPDM" . Roof Online . Consultado el 19 de mayo de 2021 .
- ^ "Cauchos de etileno propileno - Propiedades y aplicaciones de etileno propileno dieno (EPDM) y copolímeros de etileno propileno (EPM)" . AZoM.com . 29 de enero de 2003.
- ^ " iisrp , Cauchos y elastómeros de etileno-propileno , viernes 20 de abril de 2012" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 1 de noviembre de 2013 . Consultado el 20 de abril de 2012 .
- ^ "Consumo de caucho natural y sintético a nivel mundial de 1990 a 2018" . Statista . Consultado el 6 de marzo de 2020 .