1 Selezione della gomma grezza
La guarnizione in gomma dello scambiatore di calore a piastre allo stesso tempo dal lato gas dell'alta temperatura, dal lato acqua del ruolo dell'alta pressione, e ha anche contatto con l'aria, le condizioni di lavoro sono più impegnative. Pertanto, il materiale dovrebbe avere un'ottima resistenza alla compressione del calore e resistere all'acqua e al vapore acqueo. In tali condizioni, è necessario scegliere una frazione di massa di propilene pari al 40% ~ 50% dell'EPDM, poiché questo tipo di elasticità dell'EPDM è la migliore.
L'EPDM con frazione di massa elevata di terzo monomero ha una buona elasticità e un basso compression set; tuttavia, a causa dell'elevato grado di reticolazione, la resistenza alla trazione e l'allungamento a rottura sono inferiori e anche la resistenza all'invecchiamento è scarsa. Inoltre, la resistenza all'invecchiamento dell'EPDM con ENB come terzo monomero è migliore di quella dell'EPDM con HD.
2 Sistema di polimerizzazione
Generalmente, la gomma EPDM può essere vulcanizzata con due tipi di sistemi di vulcanizzazione: vulcanizzazione al perossido e giallo zolfo. La struttura del legame reticolante del sistema di vulcanizzazione al perossido è il legame CC, mentre la struttura del legame reticolante del sistema di vulcanizzazione dello zolfo è il legame CS. Il legame CC è molto più stabile termicamente del legame CS, quindi la gomma EPDM resistente alle alte temperature viene vulcanizzata con perossido. Il perossido più utilizzato è il DCP. Con l'aumento del dosaggio del DCP, la gomma vulcanizzata si trasforma gradualmente dalla sottosolforazione iniziale, bassa resistenza e grande deformazione all'aumento della resistenza e alla diminuzione della deformazione; quindi il grado di vulcanizzazione viene ulteriormente aumentato, la resistenza comincia a diminuire e la deformazione raggiunge il minimo; infine, dopo l'eccesso di agente vulcanizzante, parte della catena molecolare inizia a rompere la degradazione della catena, la resistenza continua a diminuire e la deformazione aumenta gradualmente.
3.Riempimento
L'EPDM appartiene alla gomma non cristallina, la resistenza della gomma grezza non è elevata. Ma dopo aver aggiunto un riempitivo rinforzante, la resistenza aumenta notevolmente. I riempitivi rinforzanti generalmente hanno scarso effetto sulla resistenza al calore, ma l’aumento della quantità di riempitivo aiuta comunque a migliorare la resistenza al calore della gomma, ma anche a ridurre i costi.
All'aumentare del grado di nerofumo, la deformazione strutturale diminuisce, l'elasticità aumenta e la resistenza diminuisce. La forza del nerofumo N990 è troppo bassa e difficile da controllare in produzione, quindi non viene utilizzata. Scegliendo il nero di carbonio N762 si può ottenere un valore di compression set basso. Per facilitare la dispersione del nerofumo e ottenere buone prestazioni di lavorazione, scegliere una piccola quantità di olio di paraffina plastificante, che è molto compatibile con la gomma etilene propilene.
4. Agente reticolante
Non vi è alcun legame insaturo sulla catena principale dell'EPDM, sebbene sia possibile utilizzare la vulcanizzazione con perossido, ma la velocità di vulcanizzazione è lenta, l'efficienza di reticolazione è bassa. Per stabilizzare e accelerare il processo di vulcanizzazione, è necessario utilizzare un agente reticolante. Il TAC/GR trattato è migliore per la dispersione e la pesatura.
Con l’aumento della quantità di TAC/GR, la resistenza alla trazione, l’allungamento a rottura e la deformazione permanente a compressione della gomma vulcanizzata diminuiscono e il valore MH dello stress a trazione costante aumenta. Si può vedere che la densità di reticolazione della gomma vulcanizzata è migliorata, le proprietà meccaniche sono diminuite, ma l'elasticità è aumentata. Allo stesso tempo, il valore ML è diminuito, indicando che la viscosità Mooney è diminuita, la fluidità della gomma è stata migliorata ed è stata facile da lavorare; ts1 è rimasto sostanzialmente invariato, il valore t 90 è stato ridotto e la velocità di vulcanizzazione è stata ovviamente migliorata. Le prestazioni di invecchiamento erano inferiori a 1,5 phr di TAC/GR. Ciò può essere dovuto alla presenza di ausiliari di reticolazione, attivare il processo di vulcanizzazione del perossido, ridurre il tempo di vulcanizzazione, ridurre la possibilità di rottura della catena molecolare della gomma e sproporzione ad alta temperatura. Quando la quantità è eccessiva, aumenta la reticolazione della gomma con l'invecchiamento e riduce la resistenza al calore dell'EPDM. Dopo il confronto, la deformazione permanente a compressione è migliore a 2 phr e la resistenza al calore non viene sacrificata molto, quindi il TAC/GR viene utilizzato a 2 phr.
5.Antiossidante
L'EPDM può essere utilizzato a lungo a 150 ℃ , ma oltre i 150 ℃ le molecole iniziano a invecchiare gradualmente e a 180 ℃ la catena molecolare della gomma si decomporrà lentamente. Per migliorarne ulteriormente le prestazioni alle alte temperature è necessario utilizzare additivi protettivi. Nel caso di mezzi a vapore acqueo si può utilizzare l'antiossidante RD, che è resistente alle alte temperature ma non influenza facilmente la vulcanizzazione. Inoltre, 0,5 phr di antiossidante D possono essere utilizzati per rafforzare la capacità di resistere all'ossigeno presente nell'aria e migliorare la resistenza alla fatica da flessione. Il rapporto RD/anti-butile=1,8/0,5.
Conclusione
Lo sviluppo di gomma EPDM ad alta elasticità resistente al vapore acqueo ad alta temperatura, l'obiettivo è soddisfare le proprietà meccaniche con la premessa di massimizzare la resistenza all'invecchiamento e ridurre il valore di deformazione permanente della compressione.
(1) La gomma EPDM grezza è selezionata con il 40%~50% di propilene e una frazione di massa media di ENB come terzo monomero.
(2) Il sistema di vulcanizzazione adotta DCP/TAC, che aiuta a migliorare l'efficienza della reticolazione, la resistenza all'invecchiamento e le prestazioni del processo.
(3) Utilizzare il più possibile nerofumo N762 ad alta elasticità, che può aiutare a migliorare la resistenza alla permeabilità dei media e alle prestazioni di invecchiamento e può ridurre i costi.
(4) Adottare il sistema di protezione dell'antiossidante RD/antiossidante D, con l'antiossidante RD ad alta temperatura come principale e l'antiossidante D resistente alla fatica alla flessione e all'ozono come ausiliario.
(5) Il processo di produzione adotta la vulcanizzazione secondaria ad alta temperatura per aumentare il grado di vulcanizzazione.
(6) Le prestazioni dell'EPDM in acqua surriscaldata e vapore acqueo sono ovviamente migliori di quelle in aria (stessa temperatura). Ma anche così, l'uso a lungo termine della temperatura non è ancora superiore a 150 ℃ ; è appropriata una temperatura d'impatto di 165 ℃ , la massima non può superare 180 ℃.
