エチレン・プロピレン・ジエン・モノマー (EPDM): 特性、用途、購入ガイド

7 月の晴れた午後、10,000 平方メートルの物流センターの上にある黒いゴム製の屋根は、いとも簡単に 70°C に達します。積み込みドックのドアの周囲のシールは、毎日同じ熱に加え、オゾンや紫外線にさらされています。冬には、同じコンポーネントの温度が -30°C にも達することがあります。亀裂や硬化なしにその範囲に耐えられるエラストマーはほとんどありません。エチレン・プロピレンジエン・モノマー (EPDM) にはその効果があり、まさにそれが、低傾斜屋根の膜、自動車のウェザーストリップ、および屋外のガスケットのデフォルトの材料となっている理由です。

エチレン・プロピレン・ジエン・モノマー (EPDM) とは何ですか?

エチレン・プロピレンジエンモノマーは、エチレンおよびプロピレンと少量の非共役ジエンを共重合させることによって製造される合成ターポリマーです。ポリマー鎖は完全に飽和した主鎖を持ちますが、ジエン ターモノマー (通常はエチリデン ノルボルネン (ENB) またはジシクロペンタジエン (DCPD)) は、硫黄または過酸化物による加硫を可能にする反応性側基を導入します。

EPDM 指定の文字「M」は、飽和ポリメチレン型主鎖を持つゴムの ASTM 分類を指します。市販の EPDM グレードには通常、45% ～ 75% のエチレンと 2% ～ 8% のジエンが含まれています。エチレン含有量が高いとグリーン強度が向上し、コンパウンドをシートや異形材に加工しやすくなります。ジエン含有量が高くなると架橋部位が増え、硬度と弾性率が向上しますが、耐熱性はわずかに低下します。これらの組成変数は、どちらも「EPDM」として販売されている 2 つの製品が、同じ用途で大きく異なるパフォーマンスを発揮する理由を説明しています。

EPDMゴムの主な特性

ほとんどの EPDM 選択決定は 5 つの特性によって決まります。それぞれを理解することで、正しいポリマーを指定しても間違った化合物を指定するというよくある間違いを避けることができます。

耐候性と耐オゾン性

EPDM の飽和主鎖は本質的にオゾン攻撃の影響を受けません。天然ゴムと SBR は屋外にさらされると数週間以内にオゾン亀裂が発生する可能性がありますが、EPDM コンパウンドは何年も直射日光や雨にさらされても表面亀裂が発生しません。この 1 つの特性が、EPDM が屋根材と外装シーリングの主流となる理由です。

耐熱性と耐蒸気性

EPDM は 120°C ～ 130℃ で連続的に動作しますが、硬化システムに応じて最大 150°C まで断続的なピークが発生します。過酸化物硬化化合物は、硫黄硬化によるポリスルフィド結合よりも安定した炭素間架橋を形成するため、高温での使用に適しています。 EPDM は蒸気や熱水に対する耐性も非常に優れているため、ボイラー シール、ラジエーター ホース、家電製品のガスケットの標準的な選択肢となっています。

耐薬品性と耐水性

EPDM は水、希酸、アルカリ、ケトン、アルコール、およびリン酸エステル流体に耐性があります。ただし、石油、鉱物油、炭化水素系溶剤と接触すると著しく膨潤します。コンポーネントが定期的にエンジン オイルやディーゼル燃料と接触する場合、EPDM は間違った材料です。これは、ゴムを選択する際に発生する最もコストのかかる代替ミスです。

低温での柔軟性

適切に配合された EPDM は、エチレン含有量と可塑剤の選択に応じて、およそ -45°C ～ -50°C まで柔軟性を保ちます。事実上すべての自動車および産業用屋外用途で必要な範囲をカバーしていますが、シリコーンゴムは -60°C を超える極寒の環境でも依然として優れています。

電気絶縁

体積抵抗率が10以下の場合 ¹⁵ そして10 ¹⁷ EPDM は、低電圧および中電圧のケーブル絶縁および成形部品用の信頼性の高い電気絶縁体です。

EPDM と他のゴムとの比較

以下の表は、材料選択時に最も重要な特性において EPDM が他の一般的なゴムと比較してどのように挙動するかをまとめたものです。

実際のポイントは簡単です。環境が湿っていたり、暑かったり、晴れていて、石油系流体が材料に接触していない場合には EPDM を選択してください。耐油性が必要な場合はニトリルゴムやフッ素エラストマーが適しています。

EPDMゴムの主な用途

屋根と建設

単層 EPDM 屋根膜は 40 年以上にわたって設置されており、現在でも低勾配の商業用屋根の標準オプションとなっています。同じ耐候性により、EPDM は池のライナー、飲料水タンクのシール、窓のガスケット、伸縮継手カバーの主要な素材となっています。

自動車部品

ドア、トランクリッド、サンルーフの周囲のウェザーストリップは、ほとんどの場合 EPDM フォームまたは固体プロファイルで作られています。ラジエーターとヒーターのホース、ブレーキ システムのシール、配線グロメットも、熱、水、自動車冷却液に対する材料の耐性に依存しています。

電線の絶縁

EPDM 化合物は、低電圧電力ケーブル、制御ケーブル、モーターのリード線を絶縁します。ゴムの耐オゾン性は、オゾンによる表面亀裂が最終的に他の材料を破壊する可能性がある屋外のケーブル配線において特に有益です。

工業用ゴムシートおよびマット

カレンダー加工された EPDM シートは、ガスケット、防振パッド、床保護、および屋外表面カバーとして一般的な工業製品です。バイヤーは、太陽光、雨、寒さの下でも劣化することなく、屋根、工場の床、または屋外のプラットフォーム上で安定した状態を保つ平らなゴム素材が必要な場合に EPDM シートを選択します。

シール保護用耐候性EPDMゴムシート この EPDM シートは、太陽光、雨、および -40 °C から 150 °C までの温度変動に耐え、要求の厳しい産業環境における屋外ガスケット、屋根パッド、防振用の耐久性のある選択肢となっています。 製品を見る→

EPDM 製の滑り止めゴム マットは、同じ露出に対応し、耐摩耗性の表面パターンを追加します。これらのマットは一般に、作業場の入り口、トラックのステップ、スロープ、および家畜エリアに設置されており、ゴムは継続的な人の往来の下でも柔軟性と滑り耐性を維持する必要があります。

滑り止め加工を施した耐久性に優れたチェッカーラバーマット 隆起した市松模様が特徴のこのゴム製マットは、継続的な人の往来や濡れた状態または油っぽい状態で滑り抵抗が求められる作業場、トラックのステップ、スロープに信頼性の高いトラクションと衝撃吸収性を提供します。 製品を見る→

EPDM製品の製造方法

EPDM 製品の最終的な性能は配合段階で決まります。ポリマー、カーボンブラック、可塑剤、硬化剤、促進剤を秤量し、密閉型ミキサーで混合し、開放型混合ミルでさらに均質化します。カーボン ブラックや硬化剤の分散不良は、完成品の硬度の不均一、引張強度の弱さ、または不均一な圧縮永久歪みとして後で現れます。

シートは、コンパウンドを 2 つまたは 3 つのロールを備えたゴムカレンダーに通して厚さを制御することによって形成され、プロファイルとホースはホットフィードまたはコールドフィードの押出機で製造されます。シールやガスケットなどの成形部品は、圧縮成形または射出成形プレスで硬化され、熱と圧力によって加硫が開始されます。一貫した品質は、レシピと加工装置の状態の両方に依存します。ある ゴム加工機械の実践ガイド 各マシンタイプの機能と制限について説明します。

同じ EPDM ポリマーでも、混合、成形、硬化によって非常に異なる最終製品が得られる可能性があるため、購入者にとってこれは重要です。磨耗したロールを使用したカレンダーで製造されたシートは、その幅全体にわたって厚さにばらつきが見られますが、硬化時間が不十分な成形シールは、材料自体が示すよりもはるかに早く破損します。

EPDM 製品の購入に関する実際的な考慮事項

EPDM 製品を評価するときは、完全な化合物の仕様を求め、次の 5 つのパラメータに留意してください。

• 硬度（ショアA）
• 動作温度での圧縮永久歪み
• 厚さの許容差
• 生地入れなどの補強
• 硬化系、過酸化物または硫黄

硬度と圧縮永久歪み

通常、硬度は最初に記載される仕様であり、EPDM 製品の一般的なショア A 範囲は 40 ～ 90 です。適切な値は、シール圧力と部品が吸収する必要がある動きの量によって異なります。静的ガスケットの場合、圧縮永久歪みは硬度よりもさらに重要です。実際の使用条件はほとんどの場合、より高温であるため、室温だけでなく、70°C または 100°C で測定された圧縮永久歪みデータも求めてください。

厚さと公差

シートやマットの場合、公称の厚さで十分な場合はほとんどありません。ロール全幅にわたる厚さの許容差についてはお問い合わせください。 3 mm のシートの端付近の寸法が 2.5 mm であると、シーリング用途に隙間が生じる可能性があります。高品質のカレンダー加工された EPDM シートは通常、およそ ±0.2 ～ ±0.3 mm に保たれており、大量注文する前にその公差を確認する必要があります。

補強

寸法安定性と引張強度が重要な場合、布地を挿入した EPDM シートが正しい選択です。ポリエステルまたはナイロンの織物層により、取り付け中や機械的負荷によるシートの伸びが防止されます。屋根や厚手のマットの場合、多くの場合、ポリマーグレード自体よりも生地の補強の方が重要です。

硬化システムと添加剤

過酸化物硬化 EPDM は優れた耐熱性と低い圧縮永久歪みを提供しますが、硫黄硬化コンパウンドは加工が容易で、一般に低コストでより高い物理的強度を実現します。カーボン ブラックの種類、可塑剤の選択、およびプロセス オイルの含有量はすべて、価格と性能に影響します。要求の厳しい環境向けに EPDM を調達する場合は、製品名だけでなく、完全な化合物の仕様を比較してください。

屋外、湿潤、または高温で使用するゴム部品を計画している場合は、EPDM シート、滑り止めマット、および硬化装置が生産ラインの残りの部分にどのように適合するかを検討する価値があります。より広範な概要 ゴム製品ソリューション 材料の選択と適切な製造プロセスを調整するのに役立ちます。

最終的な考え

EPDM ゴムは、エラストマーファミリーの信頼できる主力製品です。その耐候性、耐熱性、耐水性、電気絶縁性は、どの単一カテゴリーでも最高というわけではありませんが、4 つすべてを手頃な価格で組み合わせているため、この材料は屋根、自動車、家電、産業用途にわたって指定され続けています。最も重要な選択ルールは最も単純でもあり、石油が存在しない場合にのみ EPDM を使用します。その条件が満たされ、配合と加工が正しく行われていれば、EPDM 製品は通常、取り付けられている機器よりも長持ちします。