Kautschuk aus Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) wird wegen seiner hervorragenden thermischen Stabilität, chemischen Verträglichkeit und Witterungsbeständigkeit in vielen verschiedenen Industriezweigen eingesetzt. Die mechanischen Eigenschaften von EPDM können durch das Aufpfropfen von Maleinsäureanhydrid weiter verbessert werden. Ziel dieses Beitrags ist es, eine gründliche Analyse der Vorteile vorzunehmen, die sich aus dem Aufpfropfen von Maleinsäureanhydrid auf EPDM ergeben, wobei der Schwerpunkt auf der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften liegt.
EPDM-Kautschuk wird meist als Basismaterial für die Modifizierung von Nylon verwendet. Durch Schmelzinterkalation in einem Drehmomentrheometer wurde ein mit Maleinsäureanhydrid (MAH) gepfropfter Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) als Kompatibilisator (EPDM-g-MAH) hergestellt. Es wurde untersucht, wie sich der Kompatibilisator auf die verschiedenen Eigenschaften von Nitrilkautschuk und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (NBR/EPDM) auswirkt, die in unterschiedlichen Verhältnissen gemischt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass der Leistungsgewinn des kombinierten Kautschuks bei einem Mischungsverhältnis von 8:2 vernachlässigbar ist, wenn 10 Teile des Kompatibilisierungsmittels verwendet werden, und dass das Dispersionsproblem von Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) gelöst werden muss, wenn es verwendet wird; Sechs ist das Mischungsverhältnis. Der kombinierte Kautschuk mit einem Verhältnis von 7:3 weist eine geringfügig niedrigere Vulkanisationsleistung, Ölbeständigkeit und Druckverformungsrest auf; die Dispersion des Kautschuks wird jedoch nicht beeinträchtigt. Erhebliche Verbesserungen wurden bei den mechanischen Eigenschaften, der Ozonbeständigkeit und der Beständigkeit gegen Hitze- und Sauerstoffalterung erzielt.
Verbesserte Zugfestigkeit und Bruchdehnung: Im Vergleich zu unmodifiziertem EPDM zeigt mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes EPDM eine bessere Zugfestigkeit und Bruchdehnung. Bessere Kraftübertragung und Verformungsbeständigkeit sind das Ergebnis des Pfropfprozesses, der die Grenzflächenhaftung zwischen den Polymerketten erhöht.
Erhöhte Reißfestigkeit: Die Reißfestigkeit der EPDM-Matrix wird durch den Zusatz von Maleinsäureanhydrid erhöht. Durch die Verstärkung der intermolekularen Vernetzung schafft die Pfropfmodifikation eine dichtere Netzwerkstruktur, die die Geschwindigkeit der Rissausbreitung verringert und die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen Rissdruck erhöht.
Erhöhte Flexibilität und Leistung bei niedrigen Temperaturen: Die Pfropfung von EPDM mit Maleinsäureanhydrid verbessert die Flexibilität des Materials und seine Leistung bei niedrigen Temperaturen. Da polare funktionelle Gruppen hinzugefügt wurden, wurde die Glasübergangstemperatur (Tg) des verbesserten EPDM gesenkt, wodurch seine Flexibilität und elastomeren Eigenschaften bei niedrigeren Temperaturen erhalten bleiben.
Verbesserte Abriebbeständigkeit: Mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes EPDM weist eine bessere Abriebfestigkeit auf. Die intermolekularen Verbindungen der Polymermatrix werden durch die Pfropfmodifikation verbessert, wodurch eine kompaktere Struktur entsteht, die widerstandsfähiger gegen Reibungskräfte und Oberflächenverschleiß ist.
Schlagzähigkeit und Widerstandsfähigkeit: Maleinsäureanhydrid wird auf EPDM aufgepfropft, um dessen Elastizität und Stoßfestigkeit zu erhöhen. Da das modifizierte EPDM bei einem Aufprall mehr Energie absorbieren und wieder abgeben kann, kann es in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen Schlagfestigkeit erforderlich ist, z. B. bei industriellen Dichtungen und Automobilkomponenten.
Kompatibilität mit Füll- und Verstärkungsstoffen: Mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes EPDM weist eine bessere Kompatibilität mit Verstärkungsmitteln und Füllstoffen auf. Die funktionellen Gruppen des Maleinsäureanhydrids erleichtern die Dispersion und den Kontakt mit Verstärkungsmitteln, einschließlich Siliziumdioxid oder Ruß, was die mechanische Gesamtleistung verbessert und die Verstärkungswirkung verstärkt.
Beibehaltung der chemischen Kompatibilität und Witterungsbeständigkeit: Mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes EPDM behält seine außergewöhnliche chemische Verträglichkeit und Witterungsbeständigkeit auch nach dem Pfropfungsprozess bei. Die intrinsischen Eigenschaften von EPDM werden durch den Pfropfungsprozess kaum beeinträchtigt, so dass es weiterhin UV-Strahlen, Ozon und anderen Chemikalien widersteht.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die mechanischen Eigenschaften von mit Maleinsäureanhydrid gepfropftem EPDM eine Reihe von Vorteilen aufweisen. Zugfestigkeit, Flexibilität, Reißfestigkeit, Tieftemperaturverhalten, Abriebfestigkeit, Schlagfestigkeit und Kompatibilität mit Füll- und Verstärkungsstoffen werden durch die Pfropfmodifikation verbessert. Aufgrund dieser Verbesserungen ist mit Maleinsäureanhydrid gepfropftes EPDM heute ein sehr gefragter Werkstoff für eine Vielzahl von Anwendungen, z. B. im Bau-, Automobil- und Industriesektor, wo eine verbesserte mechanische Leistung unerlässlich ist.
