Ethylenpropylendien-Kautschuke (EPDM)

In der Prozesstechnik findet EPDM als Dichtungsmaterial Anwendung in Kontakt mit wässrigen, polaren oder oxidativen Medien bei moderaten Temperaturen. Diese umfassen zum Beispiel:

Lebensmittel- und Pharmatechnik, da EPDM nicht anfällig gegenüber Heißwasser-Reinigungsprozessen oder verdünnten Säuren und Basen ist, was den Anforderungen im CIP- und SIP-Verfahren entspricht.
Wasser- und Abwassertechnik, Trinkwasseraufbereitung oder Schwimmbadtechnik wegen der Beständigkeit gegen z.B. Ozon und Chlorwasser.
Chemietechnik, wenn Dichtungen in Kontakt mit verdünnten Säuren, Basen, polaren Lösemitteln und oxidierenden Medien kommen, z.B. in Rohrdichtungen, Behälterdichtungen, Ventilen oder Dosierpumpen.

Handelsnamen

EPDM Werkstoffe sind u.a. auch unter den Handelsnamen Keltan®, Dutral®, Nordel® oder Vistalon® bekannt.

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Mechanische Eigenschaften

Härte: 25 bis 95 ShoreA

Druckverformungsrest: Relativ gering bei schwefelvernetzten EPDM-Werkstoffen, aber sehr gut bei peroxidischer Vernetzung

Hitzebeständigkeit: Bis 150 °C

Kältebeständigkeit: −60 °C

Chemische Beständigkeit

EPDM ist beständig gegen

Heißwasser und Heißwasserdampf (insbesondere wichtig für die Anwendung von CIP- und SIP-Verfahren)
Viele organische und anorganische Basen (z.B. verdünnte und konzentrierte Natron- und Kalilauge)
Viele organische und anorganische Säuren (z.B. verdünnte HCl, HNO3, H2SO4, Essigsäure)
Alkohole
Polare Lösungsmittel (Ketone, Ester)
Silikonöle- und fette
Atmosphärische Oxidationsmittel (Ozon, Sauerstoff)
Verdünnte und kalte wässrige Oxidationsmittel (H2O2, NaOCl, HNO3)
Brems- und Hydraulikflüssigkeiten auf Glykolbasis

EPDM ist nicht beständig gegen

Aliphatische, aromatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe
Unpolare Lösungsmittel
Mineralöle, Fette und Treibstoffe
Konzentrierte Säuren
Konzentrierte und heiße wässrige Oxidationsmittel

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Chemischer Hintergrund

Ethylenpropylendienkautschuke (EPDM) sind Terpolymere, die aus den Monomeren Ethylen, Propylen und einem Dien aufgebaut sind. Typische Diene, die in EPDM Anwendung finden sind zum Beispiel Hexadien, Dicyclopentadien oder Ethylidennorbornen.

Über das Verhältnis von Ethylen zu Propylen kann die Teilkristallinität des Elastomers durch Bildung von Ethylenblöcken beeinflusst werden. Während ein etwa gleiches Verhältnis beider Monomere einen amorphen Werkstoff ergibt, kann die Teilkristallinität mit steigendem Ethylenanteil erhöht werden.

Eine erhöhte Teilkristallinität erhöht die Härte des Materials, verringert dessen Gaspermeation und macht das Material stabiler gegen Temperaturänderungen. Jedoch wird das Material auch zunehmend härter und spröder, was die dynamischen Eigenschaften verschlechtert und zur Bildung von Kaltflussrissen führen kann.

Da die Hauptkette gesättigt ist, ist EPDM stabil gegenüber dem Kontakt von Sauerstoff und Ozon. Diese bildet zudem die Basis für die hohe chemische Beständigkeit von EPDM. Aufgrund der unpolaren Hauptkette weist EPDM zudem eine hohe Beständigkeit gegen polare Lösungsmittel und eine geringe Beständigkeit gegen unpolare Lösungsmittel auf.

Doppelbindungen befinden sich in EPDM ausschließlich in den Seitenketten, über welche die Polymere während der Vulkanisation vernetzt werden. Sie ermöglichen in den Seitenketten neben peroxidischer Vernetzung (welche auch in vollkommen gesättigten Polymeren durchgeführt werden kann) auch Schwefelvernetzung. Peroxidische Vernetzung bietet im Vergleich zu Schwefelvernetzung den Vorteil erhöhter Wärmebeständigkeit und einer Verbesserung des Druckverformungsrests.

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