EPDM là gì? EPDM là cao su tổng hợp từ ethylene, propylene và một lượng nhỏ monome diene (Ethylene Propylene Diene Monomer). Cao su này chịu nước nóng, hơi bão hòa áp thấp, ozone và UV rất tốt, dùng trong khoảng −40°C đến +120°C. Điểm yếu lớn nhất là không chịu dầu khoáng, xăng, mỡ gốc dầu. Trong ngành van, EPDM là vật liệu seat và gioăng tiêu chuẩn cho van bướm dùng nước.
Mục lục
EPDM là gì?
Theo phân loại ASTM D1418, EPDM thuộc nhóm M: cao su có mạch chính bão hòa kiểu polymethylene, không còn nối đôi trong mạch chính. Mạch chính gồm các đoạn ethylene và propylene xen kẽ. Monome diene thứ ba (thường là ethylidene norbornene, ENB) được gắn vào nhánh bên, và nối đôi nằm ở nhánh này, không nằm ở mạch chính.
Cấu trúc này giải thích hai đặc tính chính. Nối đôi ở nhánh đủ cho phản ứng lưu hóa bằng lưu huỳnh. Mạch chính không có nối đôi nên ozone và UV không tấn công được dễ dàng như với cao su thiên nhiên (NR) hoặc cao su styrene–butadiene (SBR), có nối đôi trong mạch chính. Vì vậy EPDM bền thời tiết, bền ozone.
Đặc tính của EPDM
Bảng sau trả lời câu hỏi EPDM là gì bằng số liệu, gồm các đặc tính dùng khi chọn gioăng.
| Đặc tính | Giá trị điển hình |
|---|---|
| Dải nhiệt | −40…+120°C (lưu hóa lưu huỳnh); đến khoảng 150°C (lưu hóa peroxide) |
| Khối lượng riêng | Polyme khoảng 0,86 g/cm³; hợp chất thực tế 1,1–1,4 g/cm³ |
| Độ cứng gioăng van | 60–80 Shore A |
| Cách điện | Tốt |
| Chống ozone, UV, lão hóa | Rất tốt |
Dải nhiệt bị giới hạn bởi hai cơ chế. Ở phía lạnh, cao su chuyển sang trạng thái thủy tinh, cứng và giòn dưới khoảng −50°C. Ở phía nóng, liên kết ngang lưu huỳnh (C–S–C) bị phá vỡ chậm theo thời gian, độ biến dạng nén tăng. Liên kết ngang peroxide (C–C) bền nhiệt hơn nên loại peroxide được dùng cho nước nóng, hơi.
Hiểu EPDM là gì còn cần biết ưu điểm của nó so với các cao su khác trong ứng dụng nước:
- Bền ozone, UV và thời tiết, dùng ngoài trời nhiều năm.
- Chịu nước nóng và hơi bão hòa áp thấp, độ biến dạng nén thấp ở loại peroxide.
- Đàn hồi tốt ở nhiệt độ thấp đến khoảng −40°C.
- Cách điện tốt, giá thấp hơn FKM và PTFE.
Hạn chế: không chịu dầu và nhiên liệu, khó dán dính với một số vật liệu nếu không xử lý bề mặt, và cháy nếu không thêm phụ gia chống cháy.
EPDM chịu được và không chịu được môi chất nào
Chịu tốt: nước lạnh, nước nóng, hơi bão hòa áp thấp, axit và kiềm loãng, glycol, cồn, xeton (axeton, MEK), chất lỏng thủy lực gốc este phosphat. Các môi chất này là chất phân cực, trong khi mạch EPDM không phân cực, nên chúng không hòa tan hay làm trương cao su.
Không dùng: dầu khoáng, xăng, dầu diesel, mỡ gốc dầu mỏ, dung môi thơm và dung môi clo hóa. Lý do là EPDM có mạch hydrocacbon không phân cực. Các hydrocacbon cũng không phân cực, nên theo nguyên tắc chất giống nhau thì hòa vào nhau: chúng thấm vào mạch cao su, làm cao su trương, mềm và mất độ kín. Một ít dầu nhờn trong khí nén từ máy nén cũng đủ làm gioăng EPDM hỏng dần.
Phân loại EPDM
Về công thức, ba loại dưới đây đều là EPDM; khác biệt nằm ở chất độn và hệ lưu hóa, nên khi hỏi EPDM là gì cho một ứng dụng cụ thể, cần nói rõ loại nào.
EPDM đen
Pha muội than (carbon black) để tăng độ bền kéo và chống UV. Đây là loại phổ biến cho gioăng, seat van, khớp nối, ống cao su.
EPDM trắng, thực phẩm
Dùng chất độn sáng màu (silica, TiO₂) thay muội than, nên không để lại vết đen. EPDM trắng hay dùng cho thực phẩm, đồ uống, dược. Với nước uống, hợp chất EPDM cần chứng nhận phù hợp như WRAS, KTW hoặc NSF/ANSI 61. Với thực phẩm, cần phù hợp 21 CFR 177.2600 của FDA. Chứng nhận phụ thuộc từng hợp chất của từng nhà sản xuất, nên phải yêu cầu hồ sơ.
EPDM lưu hóa peroxide
Liên kết ngang C–C cho độ biến dạng nén thấp hơn và chịu nhiệt cao hơn, đến khoảng 150°C. Dùng cho nước nóng, hơi bão hòa áp thấp, vệ sinh hơi nóng (SIP) trong thực phẩm, dược.
EPDM so với PTFE, NBR, FKM
| Vật liệu | Nhiệt độ | Nước, hơi | Dầu | Axit | Giá tương đối |
|---|---|---|---|---|---|
| EPDM | −40…+120°C | Rất tốt | Không dùng | Loãng, tốt | Thấp |
| NBR | −30…+100°C | Trung bình | Rất tốt | Hạn chế | Thấp |
| FKM | −20…+200°C | Kém với hơi nước | Rất tốt | Tốt | Cao |
| PTFE | −200…+260°C | Tốt | Tốt | Rất tốt | Cao |
Khi khách hàng hỏi EPDM là gì và khác NBR, FKM, PTFE ở điểm nào, câu trả lời ngắn nằm ở môi chất. PTFE (Teflon) là nhựa, không đàn hồi, trơ với gần mọi hóa chất. Với dầu, nhiên liệu, hãy chọn NBR hoặc Viton (FKM). Với nước nóng, hơi thấp áp, EPDM thường là lựa chọn kinh tế và đúng kỹ thuật.
EPDM trong van và phụ kiện
Trong ngành van, EPDM là vật liệu phổ biến cho seat van bướm cỡ lớn. Trong gioăng làm kín van bướm, EPDM làm seat dạng vòng liền ép vào đĩa. Van bướm gang gioăng EPDM dùng cho nước cấp, nước thải, nước làm mát. Nhiều loại khác dùng EPDM:
- Gioăng mặt bích: xem cách chọn gioăng mặt bích theo môi chất.
- Khớp nối: khớp nối mềm cao su EPDM chống rung, bù lệch tâm, giảm ồn cho đường ống bơm.
- Màng van, O-ring, ống cao su cho nước nóng, gioăng cửa ô tô, ống két nước.
Khi lắp, bôi trơn seat bằng chất bôi trơn gốc silicone hoặc glycerin, không dùng mỡ khoáng vì dầu khoáng làm trương EPDM. Hơi quá nhiệt trên khoảng 150°C vượt giới hạn của EPDM, cần PTFE hoặc graphit. Độ cứng 60–80 Shore A là dải thường gặp: seat mềm kín tốt ở áp thấp, seat cứng chịu áp và mài mòn tốt hơn.
Lịch sử phát triển
Cao su EPDM được phát triển trong thập niên 1950–1960, khi các hãng hóa chất tìm cách đưa nối đôi vào nhánh bên của polyme ethylene–propylene để lưu hóa được bằng lưu huỳnh. Về sau, EPDM thay thế dần nhiều loại cao su khác ở các chi tiết cần chịu thời tiết, như gioăng cửa ô tô, màng mái và ống làm mát.
Môi chất không được dùng EPDM
- Dầu khoáng, dầu thủy lực gốc dầu mỏ, mỡ bôi trơn gốc dầu.
- Xăng, dầu diesel, nhiên liệu máy bay gốc dầu.
- Dung môi thơm (benzen, toluen) và dung môi clo hóa.
- Khí nén lẫn dầu nhờn.
- Axit oxy hóa đậm đặc và nóng.
Với các môi chất này, chọn NBR, FKM hoặc PTFE; đây là giới hạn chính cần nhớ khi chọn EPDM. Bảng chọn vật liệu van theo từng môi chất giúp đối chiếu nhanh.
Viva cung cấp van bướm gang gioăng EPDM, khớp nối mềm và gioăng làm kín tại Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội; giao hàng toàn quốc. Liên hệ kỹ thuật để chọn đúng loại cao su theo môi chất:
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Câu hỏi thường gặp
EPDM là gì và khác NBR, FKM ở đâu?
EPDM là cao su ethylene propylene diene, chịu nước nóng, hơi thấp áp và ozone nhưng không chịu dầu. NBR chịu dầu nhưng kém ozone. FKM chịu dầu và nhiệt đến khoảng 200°C nhưng kém với hơi nước. Chọn theo môi chất, không theo giá.
EPDM là chất liệu gì?
EPDM là cao su tổng hợp từ ethylene, propylene và monome diene. Mạch chính bão hòa nên chịu ozone, UV, nước nóng và hơi thấp áp tốt, dùng làm gioăng, seat van, ống cao su. Chất liệu này không chịu dầu khoáng.
EPDM chịu được dầu không?
Không. Mạch EPDM không phân cực nên hấp thụ dầu khoáng, xăng, mỡ gốc dầu mỏ và bị trương nở, mềm, mất độ kín. Với môi chất có dầu, chọn NBR hoặc FKM, hoặc PTFE nếu cần trơ hóa học hơn.
EPDM chịu nhiệt bao nhiêu độ?
Hợp chất lưu hóa lưu huỳnh dùng từ −40°C đến khoảng +120°C. Loại lưu hóa peroxide chịu đến khoảng 150°C cho nước nóng và hơi bão hòa áp thấp. Đây là giá trị tham khảo, cần đối chiếu catalogue của hãng.
