1 Відбір сирої гуми
Гумова прокладка пластинчастого теплообмінника водночас виконує роль високої температури зі сторони газу, сторони води — високого тиску, а також контактує з повітрям, умови роботи є більш вимогливими. Таким чином, матеріал повинен мати дуже гарну стійкість до теплового стиску та витримувати середовище води та пари. У таких умовах слід вибирати масову частку пропілену 40% ~ 50% EPDM, оскільки цей тип EPDM є найкращим за еластичністю.
EPDM з високою масовою часткою третього мономеру має хорошу еластичність і низьку остаточну температуру при стиску; однак через високий ступінь зшивання міцність на розрив і подовження при розриві нижчі, а стійкість до старіння також низька. Крім того, стійкість до старіння EPDM з ENB як третього мономеру краща, ніж у EPDM з HD.
2 Система затвердіння
Як правило, каучук EPDM можна вулканізувати за допомогою двох типів вулканізаційних систем: пероксидної та сірчано-жовтої вулканізації. Структура перехресного зв’язку системи пероксидної вулканізації є зв’язком CC, тоді як структура перехресного зв’язку системи вулканізації сірки є зв’язком CS. Зв’язок CC набагато більш термічно стабільний, ніж зв’язок CS, тому стійка до високих температур гума EPDM вулканізується пероксидом. Найбільш широко використовуваним перекисом є DCP. Зі збільшенням дозування DCP вулканізована гума поступово трансформується від початкової недосульфурації, низької міцності та великої деформації до збільшення міцності та зменшення деформації; потім ступінь вулканізації ще більше збільшується, міцність починає знижуватися, а деформація досягає мінімуму; нарешті, після надлишку вулканізатора частина молекулярного ланцюга починає розривати деградацію ланцюга, міцність продовжує знижуватися, а деформація поступово збільшується.
3.Наповнювач
EPDM належить до некристалічної гуми, міцність сирої гуми не висока. Але після додавання армуючого наповнювача міцність значно підвищується. Армуючі наповнювачі, як правило, мало впливають на термостійкість, але збільшення кількості наповнювача все одно сприяє поліпшенню термостійкості гуми, а також знижує витрати.
Зі збільшенням ступеня технічного вуглецю ступінь стиску зменшується, еластичність збільшується, а міцність знижується. Міцність сажі N990 занадто низька, і її важко контролювати у виробництві, тому її не використовують. Вибравши сажу N762, можна отримати низьке задане значення стиснення. Щоб полегшити дисперсію сажі та отримати хорошу продуктивність обробки, виберіть невелику кількість пластифікатора парафінової олії, яка дуже сумісна з етиленпропіленовим каучуком.
4. Зшиваючий агент
На головному ланцюзі EPDM немає ненасиченого зв’язку, хоча можна використовувати пероксидну вулканізацію, але швидкість вулканізації повільна, ефективність зшивання низька. Щоб стабілізувати та прискорити процес вулканізації, необхідно використовувати зшиваючий агент. Оброблений TAC/GR краще підходить для диспергування та зважування.
Зі збільшенням величини TAC/GR міцність на розрив, відносне подовження при розриві та постійна деформація вулканізованої гуми при стисненні зменшувалися, а значення постійної напруги розтягування MH збільшувалося. Можна побачити, що щільність зшивання вулканізованої гуми була покращена, механічні властивості зменшилися, але еластичність стала більшою. У той же час значення ML знизилося, що вказує на те, що в'язкість за Муні зменшилася, текучість каучуку підвищилася, і його було легко обробляти; ts1 в основному не змінився, а значення t 90 було скорочено, і швидкість вулканізації, очевидно, покращилася. Показники старіння були гіршими при 1,5 phr TAC/GR. Це може бути пов’язано з наявністю допоміжної речовини для зшивання, яка активує процес вулканізації пероксиду, скорочує час вулканізації, зменшує можливість розриву молекулярного ланцюга каучуку та диспропорційності при високій температурі. Коли кількість занадто велика, це посилює зшивання гуми під час старіння та знижує термостійкість EPDM. Після порівняння остаточна деформація стиснення є кращою при 2phr, а термостійкість не втрачається значно, тому TAC/GR використовується при 2phr.
5.Антиоксидант
EPDM можна використовувати протягом тривалого часу при 150 ℃ , але вище 150 ℃ молекули починають поступово старіти, а при 180 ℃ молекулярний ланцюг гуми повільно розкладається. Для подальшого поліпшення його роботи при високих температурах необхідно використовувати захисні добавки. У випадку водяної пари можна використовувати антиоксидант RD, який є стійким до високих температур, але не так легко впливає на вулканізацію. Крім того, 0,5 phr антиоксиданту D можна використовувати для посилення здатності протистояти кисню в повітрі та покращення стійкості до втоми при згині. Співвідношення РД/антибутил=1,8/0,5.
Висновок
Розробка високотемпературної стійкої до водяної пари високоеластичної гуми EPDM, головна увага полягає в тому, щоб відповідати механічним властивостям за передумови максимізації стійкості до старіння та зменшення значення остаточної деформації стиснення.
(1) Сирий каучук EPDM вибирається з 40%~50% пропілену та середньою масовою часткою ENB як третій мономер.
(2) Система вулканізації використовує DCP/TAC, що допомагає підвищити ефективність зшивання, стійкість до старіння та продуктивність процесу.
( 3) Використовуйте якомога більше високоеластичний вуглецевий вуглець N762, який може допомогти покращити стійкість до проникності середовищ і старіння, а також може знизити вартість.
(4) Прийняти систему захисту антиоксиданту RD/антиоксиданта D, з високотемпературним антиоксидантом RD як основним, а стійким до згинання втомою та озоностійким антиоксидантом D як допоміжним.
(5) Процес виробництва використовує високотемпературну вторинну вулканізацію для підвищення ступеня вулканізації.
(6) Ефективність EPDM у перегрітій воді та водяній парі, очевидно, краща, ніж у повітрі (та сама температура). Але незважаючи на це, його довгострокова температура все ще не перевищує 150 ℃ ; температура удару 165 ℃ підходить, найвища не може перевищувати 180 ℃.
