EPDM、AEM、TPEE以及尼龙合金应用于进气管的分析与对比:
一 材料性能对比分析
EPDM主要性能:
1. 弹性和低温性能
分子链的高度柔顺性,决定了三元乙丙橡胶具有好的弹性和低温性能。
2. 耐热性
三元乙丙橡胶分子主链完全饱和的碳-碳稳定结构,是三元乙丙橡胶具有好的耐热性的原因。
连续使用温度 100-130℃,断续使用温度可达 150℃。
3. 耐候性与耐臭氧性
三元乙丙橡胶的分子主链饱和度高 ,化学结构稳定。
三元乙丙橡胶能够长期经受大气中的臭氧、氧气、阳光曝晒、紫外线、干燥、潮湿、炎热、寒冷等自然
天候老化的作用。
4. 耐化学介质性能
乙丙橡胶具有优异的耐化学介质(化学药品)性能,能够抗耐多种极性溶剂。
5 长期热机械性能差、强度较差、容易产生溶胀。
AEM主要性能:
1).耐热性:连续使用温度一般在 150℃~170℃,断续使用温度可达 200℃~210℃。
2).耐油性:丙烯酸酯橡胶在一般汽车和机械中所使用的油类中,都显示出优良的耐久性。它的缺点
是耐芳烃性能较差,也不耐磷酸酯型液压油,因为分子结构中的酯基能水解,在水中的膨胀较大,耐热蒸
汽性能较差。
3).耐臭氧老化性:耐臭氧、耐天候性方面丙烯酸酯橡胶具有优秀的抗耐性。
4).其他性能:丙烯酸酯橡胶的耐低温性能较差。电绝缘性,耐透气性,抗撕裂性和耐磨性均在中等水平。
二、加工工艺比较
尼龙和热塑性弹性体具有良好的加工性能,可进行挤出、注塑、吹塑加工成各种制品,但EPDM的加工方法相对要单一很多。在进气管加工方面,两者加工工艺有较大不同:
1.尼龙合金以及热塑性弹性体:
塑料挤出机升至设定温度→投料挤出料胚→吹塑成型→冷却修边→成品
全部操作 1~2 人完成,周期短,能耗低。
2.EPDM、AEM:
切胶机切胶→配料称量→密炼机粗混→开炼机细料混炼(加入硫化剂、硫助剂)→出片停放(一般 24 小时)→回炼裁条→投入模具→进入电加热平板硫化段→修边→成品。
整个操作需 5~6 人配合,周期长,能耗高。
加工设备投入方面讲,尼龙合金和热塑性弹性体设备投入低,可用普通塑料加工设备进行加工,加工费用低 。
三 与AEM 、EPDM 相比 TPEE 以及尼龙合金应用于进气软管的主要特点是:
1).性能优良:尼龙合金和 TPEE 的结构强度高、耐蠕变性好、抗冲和耐弯曲疲劳、耐磨、尺寸稳定 。
在低温时具有柔韧性,在高温下也能保持良好的性能。除此而外,它还能抵制许多工业化学品、油和溶剂导致的腐蚀。还可以通过添加特殊母料提高各方面性能。
2) .性能稳定:尼龙和TPEE加工制品自动化程度高,工艺稳定,制品性能稳定。橡胶由于加工工艺等因素,批次间相差比较大,制品性能不稳定,废品率也很高。
3) .制品较轻:尼龙合金和 TPEE 产品壁厚较薄且密度较 AEM 轻,最终制品的重量较轻。
4).加工成本低:尼龙合金和 TPEE 不需再像橡胶那样经过热硫化,因而使用简单的塑料加工机械即可很容易地制成最终产品,使橡胶工业生产流程缩短了 1/4,节约能耗 25%-40%,提高效率 10-20 倍。可
采用注射、挤出、吹塑等塑料成型方法加工,加工过程中产生的边角料或不良品可直接当作原料进行生产 ,从而降低了成本。传统的进气管是用机械夹具将一段金属或塑料管道和几段耐高温的橡胶管连接起来。而
TPEE 和尼龙合金 的加工工艺可以将硬管部分和波纹管部分一体化制造,这样也可以显著降低加工成本。
5).不污染环境:橡胶工业中存在有废水、废气、粉尘和噪声污染,同时还存在着所使用的化学原材
料的危害。这些污染物成分复杂且难以进行有效的控制。而 TPEE 和尼龙合金在环境污染方面要好很多。
6).可回收利用:橡胶材料回收困难,常见的回收方式耗能大或会产生二次污染。TPEE和尼龙合金可以简单再生之后再次利用,减少环境污染,扩大资源再生来源。这一点在环境法规越来越严格、回收要求越来越苛刻的今天非常重要。
四 与TPEE相比PA合金应用于进气软管的主要特点是:
1) 具有TPEE 相对于 AEM 的同等优点。
2).加工方式多样化:PA 合金在常用的 PA 以及 PP、PE 的加工设备上就可进行加工。
3).制品较轻:PA 合金零件壁厚可以做的比 TPEE 更薄,且其密度小于 TPEE,故零件重量更轻。
4).长期稳定性高:在 150℃~160℃下,PA 合金具有比 TPEE 更好的热稳定性。
5) 在具有较高温度下,PA 合金具有更优良的耐油气以及水气性。
五 原材料资源:
EPDM: 杜邦、陶氏、拜尔、迪斯曼、住友、三井、锦湖等
AEM: 仅杜邦生产
硅胶: 迈图、道康宁、蓝星、信越等
TPEE:杜邦、DSM、LG、科隆
PA 合金:本应用中 PA 合金仅阿科玛生产
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