1 Sélection de caoutchouc brut
Joint en caoutchouc d'échangeur de chaleur à plaques en même temps du côté gaz de la haute température, côté eau du rôle de haute pression, et également en contact avec l'air, les conditions de travail sont plus exigeantes. Par conséquent, le matériau doit avoir une très bonne résistance à la compression thermique et pouvoir résister au milieu de l’eau et de sa vapeur. Dans de telles conditions, il convient de choisir une fraction massique de propylène comprise entre 40 % et 50 % de l'EPDM, car ce type d'élasticité de l'EPDM est le meilleur.
L'EPDM avec une fraction massique élevée de troisième monomère a une bonne élasticité et une faible déformation rémanente à la compression ; cependant, en raison du degré élevé de réticulation, la résistance à la traction et l'allongement à la rupture sont inférieurs, et la résistance au vieillissement est également médiocre. De plus, la résistance au vieillissement de l’EPDM avec ENB comme troisième monomère est meilleure que celle de l’EPDM avec HD.
2 Système de durcissement
Généralement, le caoutchouc EPDM peut être vulcanisé avec deux types de systèmes de vulcanisation : la vulcanisation au peroxyde et au jaune de soufre. La structure de liaison de réticulation du système de vulcanisation au peroxyde est une liaison CC, tandis que la structure de liaison de réticulation du système de vulcanisation au soufre est une liaison CS. Le liant CC est beaucoup plus stable thermiquement que le liant CS, c'est pourquoi le caoutchouc EPDM résistant aux hautes températures est vulcanisé avec du peroxyde. Le peroxyde le plus utilisé est le DCP. Avec l'augmentation du dosage de DCP, le caoutchouc vulcanisé se transforme progressivement de la sous-sulfuration initiale, de la faible résistance et de la grande déformation à l'augmentation de la résistance et à la diminution de la déformation ; alors le degré de vulcanisation augmente encore, la résistance commence à décliner et la déformation atteint un minimum ; Enfin, après un excès d'agent vulcanisant, une partie de la chaîne moléculaire commence à briser la dégradation de la chaîne, la résistance continue de diminuer et la déformation augmente progressivement.
3. Remplisseur
L'EPDM appartient au caoutchouc non cristallin, la résistance du caoutchouc brut n'est pas élevée. Mais après avoir ajouté une charge renforçante, la résistance est considérablement augmentée. Les charges de renforcement ont généralement peu d'effet sur la résistance à la chaleur, mais l'augmentation de la quantité de charge permet tout de même d'améliorer la résistance à la chaleur du caoutchouc, mais également de réduire les coûts.
À mesure que la qualité du noir de carbone augmente, la déformation rémanente à la compression diminue, l'élasticité augmente et la résistance diminue. La résistance du noir de carbone N990 est trop faible et difficile à contrôler lors de la production, c'est pourquoi il n'est pas utilisé. En choisissant le noir de carbone N762, une faible valeur de compression rémanente peut être obtenue. Afin de faciliter la dispersion du noir de carbone et d'obtenir de bonnes performances de traitement, choisissez une petite quantité d'huile de paraffine plastifiante, très compatible avec le caoutchouc éthylène-propylène.
4. Agent de réticulation
Il n'y a pas de liaison insaturée sur la chaîne principale de l'EPDM, bien que la vulcanisation au peroxyde puisse être utilisée, mais la vitesse de vulcanisation est lente et l'efficacité de la réticulation est faible. Afin de stabiliser et d’accélérer le processus de vulcanisation, il est nécessaire d’utiliser un agent de réticulation. Le TAC/GR traité est meilleur pour la dispersion et le pesage.
Avec l'augmentation de la quantité de TAC/GR, la résistance à la traction, l'allongement à la rupture et la déformation permanente par compression du caoutchouc vulcanisé ont diminué et la valeur MH de contrainte de traction constante a augmenté. On peut voir que la densité de réticulation du caoutchouc vulcanisé a été améliorée, les propriétés mécaniques ont diminué, mais l'élasticité est devenue plus grande. Dans le même temps, la valeur ML a diminué, indiquant que la viscosité Mooney a diminué, que la fluidité du caoutchouc a été améliorée et qu'il était facile à traiter ; ts1 est resté fondamentalement inchangé, la valeur t 90 a été raccourcie et la vitesse de vulcanisation a été évidemment améliorée. Les performances de vieillissement étaient moins bonnes à 1,5 pce de TAC/GR. Cela peut être dû à la présence d'un agent de réticulation, activer le processus de vulcanisation au peroxyde, raccourcir le temps de vulcanisation, réduire le risque de rupture de la chaîne moléculaire du caoutchouc et de disproportion à haute température. Lorsque la quantité est trop importante, elle améliore la réticulation vieillissante du caoutchouc et réduit la résistance thermique de l'EPDM. Après comparaison, la déformation permanente en compression est meilleure à 2phr, et la résistance à la chaleur n'est pas beaucoup sacrifiée, donc le TAC/GR est utilisé à 2phr.
5.Antioxydant
L'EPDM peut être utilisé longtemps à 150 ℃ , mais au-delà de 150 ℃ , les molécules commencent à vieillir progressivement, et à 180 ℃ , la chaîne moléculaire du caoutchouc va lentement se décomposer. Afin d'améliorer encore ses performances à haute température, des additifs protecteurs doivent être utilisés. Dans le cas de milieux à base de vapeur d'eau, on peut utiliser l'antioxydant RD, qui résiste aux températures élevées mais n'affecte pas facilement la vulcanisation. De plus, 0,5 phr d'antioxydant D peut être utilisé pour renforcer la capacité à résister à l'oxygène de l'air et améliorer la résistance à la fatigue en flexion. Le rapport RD/anti-butyle = 1,8/0,5.
Conclusion
Le développement de caoutchouc EPDM à haute élasticité, résistant à la vapeur d'eau à haute température, l'objectif est de respecter les propriétés mécaniques dans le but de maximiser la résistance au vieillissement et de réduire la valeur de déformation permanente par compression.
(1) Le caoutchouc EPDM brut est sélectionné avec 40 % à 50 % de propylène et une fraction massique moyenne d'ENB comme troisième monomère.
( 2) Le système de vulcanisation adopte le DCP/TAC, ce qui contribue à améliorer l'efficacité de la réticulation, la résistance au vieillissement et les performances du processus.
(3) Utilisez autant que possible du noir de carbone N762 à haute élasticité, ce qui peut contribuer à améliorer la résistance à la perméabilité des médias et aux performances de vieillissement, et peut réduire les coûts.
(4) Adopter le système de protection de l'antioxydant RD/antioxydant D, avec l'antioxydant RD à haute température comme principal et l'antioxydant D résistant à la fatigue de flexion et à l'ozone comme auxiliaire.
( 5) Le processus de production adopte une vulcanisation secondaire à haute température pour augmenter le degré de vulcanisation.
(6) Les performances de l'EPDM dans l'eau surchauffée et la vapeur d'eau sont évidemment meilleures que celles dans l'air (même température). Mais même ainsi, sa température d'utilisation à long terme ne dépasse toujours pas 150 ℃ ; une température d'impact de 165 ℃ est appropriée, la plus élevée ne peut pas dépasser 180 ℃.
