EPDM (乙烯丙烯二烯單體) 是一種合成橡膠,由乙烯、丙烯和少量非共軛二烯單體共聚而成。由EPDM製成的墊圈因其優異的耐候性、化學穩定性和彈性而廣泛應用於工業密封應用。以下是涵蓋其化學性質、應用場景、優勢和限制的詳細介紹:
I. EPDM 橡膠墊片的核心化學特性
EPDM橡膠的分子結構不含極性基團,其主鏈由穩定的碳-碳單鍵組成,賦予其獨特的化學特性:
1. 化學介質抗性
- **酸鹼腐蝕抵抗力**: 它對稀酸(例如,硫酸、鹽酸)、稀鹼(例如,氫氧化鈉)和鹽溶液具有良好的耐受性,使其適合用作低濃度化學環境中的密封材料。
- **對極性溶劑的抵抗力有限**:它對強極性溶劑如酮和酯的耐受性差,可能會導致膨脹或降解。然而,它對非極性溶劑(例如,石油醚、礦物油)顯示出強大的抵抗力。
- **防水和防蒸汽**:它具有優秀的防水和防蒸汽性能,即使在長期接觸熱水或飽和蒸汽後也能抵抗老化,使其適合在潮濕和炎熱的環境中進行密封。
2. 高低溫抗性
- **寬廣的操作溫度範圍**: 它通常可以在 **-40℃~150℃** 的範圍內長期使用,短期內的最高耐溫可達 170℃。它在低溫環境中保持彈性,並且在高溫下不易硬化或開裂。
3. 老化與耐候性
- **臭氧和氧化抵抗力**:其分子結構不含雙鍵(或僅含少量非共軛雙鍵),使其對臭氧、氧氣和紫外線具有強大的抵抗力。在戶外暴露或長期使用期間,它不易出現裂紋或硬化等老化現象。
- **氣候適應性**: 它在陽光、雨水以及高低溫交替的自然環境中保持穩定的性能,使用壽命遠長於天然橡膠或氯丁橡膠。
4. 物理和機械性質
- **彈性和壓縮設置**:它具有良好的彈性和回彈性,經過壓縮後具有強大的恢復能力。長期壓縮後的「壓縮變形率」較低(通常<25%),確保持久的密封性能。
- **絕緣特性**:這是一種具有高體積電阻率的電絕緣材料,適合作為電氣設備中的絕緣密封。
II. EPDM 橡膠墊圈的典型應用場景
根據上述特性,EPDM 垫圈廣泛應用於以下場景:
1. 管道與管線系統
- 封閉家庭自來水管道、熱水管道和地板供暖系統中的法蘭或接頭。它們的防水性和高溫蒸汽抗性有效防止漏水。
- 封閉市政供水和排水管道,抵抗水中的雜質和輕微的化學腐蝕。
2. HVAC(暖通空調及冷凍設備)
- 封閉空調單元、冷卻塔和熱泵系統中的接口,適應交替的熱冷環境並抵抗冷凝水腐蝕。
- 用於冷藏和制冷設備的密封墊圈,在低溫下保持彈性以確保熱絕緣。
3. 汽車與交通
- 封閉汽車冷卻系統(水箱、散熱器)以抵抗防凍液和高溫冷卻液;窗戶密封和門密封,利用耐候性抵抗戶外老化。
- 封閉鐵路交通(地鐵、高速鐵路)中的空調系統和通風管道,適應振動和溫度變化。
4. 電氣和電子設備
- 電氣控制櫃和配電箱的防水密封墊圈,提供絕緣和防潮功能。
- 戶外照明設備和充電樁的密封介面,抵抗雨水、紫外線和臭氧老化。
5. 食品和醫療行業(食品級EPDM)
- 符合FDA(美國食品藥品監督管理局)或LFGB(德國食品接觸材料標準)的食品級EPDM墊圈可用於密封食品加工設備、飲料管道和醫療設備,因為它們是無毒的,並且耐清潔和消毒。
6. 工業設備及輕微化學腐蝕情境
- 封閉法蘭和閥門在一般工業設備中,特別適合用於密封非強腐蝕性介質(例如,水、空氣、惰性氣體)。
- 封閉污水處理設備和農業灌溉系統中的管道,抵抗輕微酸、鹼和微生物環境。
III. EPDM 橡膠墊片的優點和限制
### 優勢
- 優秀的天氣抵抗力和抗老化能力,使用壽命長;
- 強大的高低溫適應性,適合多種場景;
- 在防水、耐蒸汽和耐稀酸/堿方面表現卓越;
- 良好的彈性、高密封可靠性和低維護成本。
### 限制事項
- 對強極性溶劑(例如,丙酮、乙酸乙酯)和濃酸/鹼的耐受性差,使其不適合這種環境;
- 與氰綠橡膠或氯丁橡膠相比,耐磨損性和抗撕裂強度稍低,不適合高頻摩擦或高負載密封場景;
- 成本高於天然橡膠,但低於氟橡膠等特殊橡膠。
IV. 選擇考量
- **中等相容性**:確認使用環境中的化學介質類型,以避免接觸強極性溶劑或濃酸/鹼;
- **溫度範圍**: 根據操作溫度選擇適當等級的EPDM(例如,高溫專用等級可以提高耐溫極限);
- **食品級要求**: 對於與食品或藥品接觸的情況,選擇經過食品接觸認證的EPDM材料,以確保無毒性和安全性。
總結來說,EPDM 橡膠墊圈以其「耐候性、耐高溫性、防水性和抗老化特性」的綜合優勢,是工業和民用密封領域的理想選擇,特別是在戶外、潮濕熱或輕微腐蝕環境中表現出色。
