1 Lựa chọn cao su thô
Đồng thời, miếng đệm cao su của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm do phía khí có nhiệt độ cao, phía nước có vai trò chịu áp suất cao, đồng thời tiếp xúc với không khí, điều kiện làm việc đòi hỏi khắt khe hơn. Vì vậy, vật liệu phải có khả năng chịu nén nhiệt rất tốt và có thể chịu được môi trường nước và hơi nước. Trong điều kiện như vậy, nên chọn tỷ lệ khối lượng propylene từ 40% ~ 50% EPDM, vì loại EPDM này có độ đàn hồi tốt nhất.
EPDM với phần khối lượng lớn của monome thứ ba có độ đàn hồi tốt và độ nén thấp; tuy nhiên, do mức độ liên kết ngang cao nên độ bền kéo và độ giãn dài khi đứt thấp hơn, khả năng chống lão hóa cũng kém. Ngoài ra, khả năng chống lão hóa của EPDM với ENB là monome thứ ba tốt hơn so với EPDM với HD.
2 Hệ thống bảo dưỡng
Nói chung, cao su EPDM có thể được lưu hóa bằng hai loại hệ thống lưu hóa: lưu hóa peroxide và lưu huỳnh màu vàng. Cấu trúc liên kết ngang của hệ thống lưu hóa peroxide là liên kết CC, trong khi cấu trúc liên kết ngang của hệ thống lưu hóa lưu huỳnh là liên kết CS. Liên kết CC ổn định nhiệt hơn nhiều so với liên kết CS, do đó cao su EPDM chịu nhiệt độ cao được lưu hóa bằng peroxide. Peroxide được sử dụng rộng rãi nhất là DCP. Với việc tăng liều DCP, cao su lưu hóa dần dần chuyển từ trạng thái thiếu lưu huỳnh ban đầu, cường độ thấp và biến dạng lớn sang tăng cường độ và giảm biến dạng; sau đó mức độ lưu hóa tăng thêm, cường độ bắt đầu giảm và biến dạng đạt mức tối thiểu; cuối cùng, sau khi dư thừa chất lưu hóa, một phần của chuỗi phân tử bắt đầu phá vỡ sự suy thoái của chuỗi, cường độ tiếp tục giảm và độ biến dạng tăng dần.
3. Chất làm đầy
EPDM thuộc loại cao su không kết tinh, cao su thô có độ bền không cao. Nhưng sau khi thêm chất độn gia cố, sức mạnh sẽ tăng lên rất nhiều. Chất độn tăng cường nhìn chung ít ảnh hưởng đến khả năng chịu nhiệt, nhưng việc tăng lượng chất độn vẫn giúp cải thiện khả năng chịu nhiệt của cao su mà còn giảm giá thành.
Khi cấp độ muội than tăng lên, lực nén giảm, độ đàn hồi tăng và độ bền giảm. Độ bền của muội than N990 quá thấp, khó kiểm soát trong sản xuất nên không được sử dụng. Bằng cách chọn màu đen cacbon N762, có thể đạt được giá trị cài đặt nén thấp. Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân tán muội than và đạt được hiệu suất xử lý tốt, hãy chọn một lượng nhỏ dầu parafin dẻo, rất tương thích với cao su ethylene propylene.
4. Tác nhân liên kết chéo
Không có liên kết không bão hòa trên chuỗi chính của EPDM, mặc dù có thể sử dụng phương pháp lưu hóa peroxide nhưng tốc độ lưu hóa chậm, hiệu quả liên kết ngang thấp. Để ổn định và đẩy nhanh quá trình lưu hóa, cần sử dụng tác nhân liên kết ngang. TAC/GR đã qua xử lý sẽ tốt hơn cho việc phân tán và cân.
Với sự gia tăng lượng TAC/GR, độ bền kéo, độ giãn dài khi đứt và biến dạng vĩnh viễn do nén của cao su lưu hóa giảm và giá trị MH của ứng suất kéo không đổi tăng lên. Có thể thấy, mật độ liên kết ngang của cao su lưu hóa được cải thiện, tính chất cơ học giảm nhưng độ đàn hồi lại lớn hơn. Đồng thời, giá trị ML giảm, cho thấy độ nhớt Mooney giảm, tính lưu động của cao su được tăng cường và dễ gia công; ts1 về cơ bản không thay đổi và giá trị t 90 được rút ngắn và tốc độ lưu hóa rõ ràng được cải thiện. Hiệu suất lão hóa kém hơn ở mức 1,5phr TAC/GR. Điều này có thể là do sự có mặt của chất hỗ trợ liên kết ngang, kích hoạt quá trình lưu hóa peroxide, rút ngắn thời gian lưu hóa, giảm khả năng đứt gãy và mất cân đối chuỗi phân tử cao su ở nhiệt độ cao. Khi số lượng quá nhiều, nó sẽ tăng cường liên kết ngang lão hóa của cao su và làm giảm khả năng chịu nhiệt của EPDM. Sau khi so sánh, biến dạng vĩnh viễn do nén tốt hơn ở mức 2phr và khả năng chịu nhiệt không bị hy sinh nhiều nên TAC/GR được sử dụng ở mức 2phr.
5. Chống oxy hóa
EPDM có thể được sử dụng trong thời gian dài ở 150oC , nhưng vượt quá 150oC , các phân tử bắt đầu già đi dần dần và ở 180oC , chuỗi phân tử cao su sẽ từ từ phân hủy. Để cải thiện hơn nữa hiệu suất của nó ở nhiệt độ cao, phải sử dụng các chất phụ gia bảo vệ. Trong trường hợp môi trường hơi nước, có thể sử dụng chất chống oxy hóa RD, chất này chịu được nhiệt độ cao nhưng không dễ ảnh hưởng đến quá trình lưu hóa. Ngoài ra, chất chống oxy hóa D 0,5phr có thể được sử dụng để tăng cường khả năng chống lại oxy trong không khí và cải thiện khả năng chống mỏi khi uốn. Tỷ lệ RD/anti-butyl=1,8/0,5.
Phần kết luận
Sự phát triển của cao su EPDM có độ đàn hồi cao, chịu được hơi nước ở nhiệt độ cao, trọng tâm là đáp ứng các tính chất cơ học với tiền đề tối đa hóa khả năng chống lão hóa và giảm giá trị biến dạng vĩnh viễn do nén.
(1) Cao su EPDM thô được chọn với 40% ~ 50% propylene và phần khối lượng trung bình của ENB làm monome thứ ba.
(2) Hệ thống lưu hóa sử dụng DCP/TAC, giúp cải thiện hiệu quả liên kết ngang, khả năng chống lão hóa và hiệu suất quy trình.
(3) Sử dụng carbon đen N762 có độ đàn hồi cao càng nhiều càng tốt, điều này có thể giúp cải thiện khả năng chống thấm của phương tiện truyền thông và hiệu suất lão hóa, đồng thời có thể giảm chi phí.
(4) Áp dụng hệ thống bảo vệ chất chống oxy hóa RD/chất chống oxy hóa D, với chất chống oxy hóa RD ở nhiệt độ cao làm chất chính và chất chống oxy hóa D chống mỏi và chống ozon D làm chất phụ trợ.
(5) Quá trình sản xuất áp dụng lưu hóa thứ cấp ở nhiệt độ cao để tăng mức độ lưu hóa.
(6) Hiệu suất của EPDM trong nước quá nhiệt và hơi nước rõ ràng là tốt hơn so với trong không khí (cùng nhiệt độ). Nhưng ngay cả như vậy, nhiệt độ sử dụng lâu dài của nó vẫn không quá 150oC ; nhiệt độ tác động 165oC là phù hợp, cao nhất không thể vượt quá 180oC.
