Was ist EPDM-Kautschuk?
EPDM-Kautschuk ist ein statistisches Copolymer aus Ethylen und Propylen.
Diejenigen, die keine ungesättigten Bindungen in der Hauptkette haben und nicht mit Schwefel vulkanisiert werden können, werden EPMs genannt. Es verfügt über eine Vielzahl hervorragender Eigenschaften. Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, der mit einer geringen Menge eines Monomers mit ungesättigten Bindungen copolymerisiert wurde, um die Vulkanisation mit Schwefel zu ermöglichen, wird als EPDM bezeichnet.
Als Monomere mit ungesättigten Bindungen wurden verschiedene Dienverbindungen in Betracht gezogen, aber drei, die weltweit noch industriell hergestellt werden, sind Ethylidennorbornen, 1,4-Hexadien und Dicyclopentadien. Von diesen wird Ethylidennorbornen am häufigsten verwendet.
Diese Monomere werden aufgrund ihres Reaktivitätsverhältnisses während der Polymerisation, ihrer Auswirkung auf die Polymerisationsgeschwindigkeit und die Lebensdauer des Katalysators, der leichten Rückgewinnung im Polymerisationsprozess, der leichten Vulkanisierbarkeit und ihrer Auswirkung auf die physikalischen Eigenschaften des Produkts ausgewählt. Ethylidennorbornen beispielsweise hat ein sehr hohes Reaktivitätsverhältnis zur Polymerisationsreaktivität von Propylen und ist hervorragend geeignet, weil die Doppelbindungen im Ring während der Polymerisation hochselektiv sind.
EP steht für Ethylen-Propylen und EPD für Ethylen-Propylen-Dien und M ist das Symbol für Kautschuk mit einer gesättigten Hauptkette vom Typ Polymethylen.
Anwendungen von EPDM-Kautschuk
1. Verwendungen von EPM
Da EPM nicht durch Schwefel vernetzt werden kann, wird es mit Peroxid vulkanisiert und wie andere Gummiprodukte wie Reifen und Schläuche verwendet. Es wird auch als Schlagzähigkeitsmodifikator verwendet, der Allzweck-Olefinharzen wie Polypropylen zugesetzt wird.
Es kann auch mit Maleinsäureanhydrid modifiziert und als Modifizierungsmittel für Polyamid und Polyester verwendet werden.
2. Verwendungen von EPDM
Während andere Gummiprodukte durch direkte Sonneneinstrahlung und Kälte leicht beschädigt werden, verfügt EPDM-Kautschuk über eine ausgezeichnete Witterungs- und Kältebeständigkeit, sodass er für den Außeneinsatz geeignet ist. Er wird in bekannten Produkten wie Drahtummantelungen, Fensterrahmengummi und Automobilgummiprodukten verwendet.
Funktionsweise von EPDM-Kautschuk
Polyethylen, das ausschließlich aus Ethylen polymerisiert wird, ist hochkristallin und schwer zu handhaben. EPDM-Kautschuk ist ein Polymer, das durch Copolymerisation von Propylen mit Methylgruppen in der Seitenkette hergestellt wird, wodurch die intermolekulare Wechselwirkung zwischen den Polymerketten geschwächt wird, was die Kristallinität verringert und die Handhabung erleichtert.
EPDM-Kautschuke haben keine Doppelbindungen in der Hauptkette und weisen daher eine ausgezeichnete Witterungs- und Hitzebeständigkeit auf. Darüber hinaus verfügt er über eine ausgezeichnete Ozonbeständigkeit, Wärmealterungsbeständigkeit, Kältebeständigkeit, Polaritätsbeständigkeit, elektrische Eigenschaften, chemische Beständigkeit und Elastizität und wird häufig nach Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR, BR) verwendet.
Weitere Informationen zu EPDM-Kautschuk
1. Herdstellung
EPDM wird häufig durch Lösungspolymerisation mit Metallocen- oder Vanadiumkatalysatoren hergestellt. Je nach Wahl des Katalysators und der Polymerisationsbedingungen ist es möglich, EPDM mit unterschiedlichen Eigenschaften zu synthetisieren. Die Möglichkeit, verschiedene Typen je nach Verwendungszweck herzustellen, ist eines der Merkmale von EPDM.
Synthese mit Metallocen-Katalysator
EPDM mit einer engen Molekulargewichtsverteilung lässt sich mit Metallocen-Katalysatoren herstellen, bei denen der Katalysator in der Reaktionsflüssigkeit gelöst ist (homogene Katalyse). Die enge Molekulargewichtsverteilung ist vorteilhaft im Hinblick auf physikalische Eigenschaften wie die Zugfestigkeit, hat aber den Nachteil, dass sie weniger flexibel und weniger verarbeitbar ist.
Vanadium-katalysierte Synthese
Andererseits haben Vanadium-Katalysatoren eine geringere katalytische Aktivität als Metallocen-Katalysatoren, und der Polymerisationsprozess ist komplexer. Das resultierende EPDM lässt sich hervorragend verarbeiten und weist auch bei niedrigen Temperaturen eine hohe Gummielastizität auf.
2. Vulkanisationsverfahren
Zu den Vulkanisationsverfahren gehören die Schwefelvulkanisation, die Peroxidvulkanisation, die Oximvulkanisation und die Strahlungsvulkanisation, wobei die beiden am häufigsten verwendeten Verfahren die Schwefelvulkanisation und die Peroxidvulkanisation sind.
Schwefelvulkanisation
Dies ist das am häufigsten verwendete Vulkanisationsverfahren für EPDM. Während der Vulkanisation läuft die Reaktion bei einer hohen Temperatur von 150 °C oder höher ab. Bei höheren Reaktionstemperaturen ist die Wahrscheinlichkeit einer Reversion (Wiederaufnahme der Vulkanisation) geringer, und die Produktivität steigt eher.
Peroxid-Vulkanisation
Diese Vulkanisationsmethode wird angewandt, wenn EPM für Drähte und Kabel verwendet wird, bei denen Flexibilität erforderlich ist.