کوشا فایل
کوشا فایل بانک فایل ایران ، دانلود فایل و پروژهکوشا فایل
کوشا فایل بانک فایل ایران ، دانلود فایل و پروژهدانلود پایان نامه شیمی با موضوع بررسی مختصات و مشخصات EPDM
اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه شیمی با موضوع بررسی مختصات و مشخصات EPDM دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)
تعداد صفحات:112
دانلود پایان نامه بررسی مختصات و مشخصات EPDM
اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه بررسی مختصات و مشخصات EPDM دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
کوپلیمر یک در میان منظم اتیلن و پروپلین، حتماً یک ماده لاستیکی باشد، زیرا ساختمان آن بسیار شبیه ساختمان اولین کائوچوی مفید و با ارزش یعنی کائوچوی طبیعی است.
ساختمان با مول برابر[1] اتیلن و پروپلین نظیر آنچه که در قبل نشان داده شده است،را نمی توان در کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن تجاری موجود دید،ترکیب در مواد تجاری عموماً بر اساس و مبنای درصد وزنی داده می شود، کوپلیمر با درصد مولی 50/50 را به نام کوپلیمر های اتیلن ـ پروپیلن را می توان در یک محدوده وسیع از ترکیب درصد آن دو دید، اما محصولات تجاری د رمحدوده درصد وزنی 50/50 تا 25/75 از اتیلن و پروپیلن عرضه می گردند . به علاوه حتی در یک ترکیب درصد مساوی با مول برابر زنجیره های کوتاه با مجتمع هایی از پلی پروپیلن و پلی اتیلن که در میان پاره زنجیرهای [2] بزرگتر در کوپلیمر اتفاقی ،به صورت نامنظم توزیع شده اند، .وجود دارند.
مولکول های کائوچوهای اتلین ـ پروپیلن کاملاً خطی نیستند. بلکه شامل شاخه های جانبی با زنجیرهای کوتاه و بلند در درجه های مختلف می‌باشند این حالت که متاثر از شرایط پلیمریزاسیون و نسبت درصد منومرها می باشد. دقیقاً به همان صورتی که در کوپلیمرهای اتیلن ـ پروپیلن (EPM ) دیده می شود، در ترپلیمرهای آن (EPDM) که ویژگیهای دیگری مثل تمایل به ایجاد بیشتر شاخه های جانبی به خاطر اثرات منومر دی ان وجود دارد، دیده نمی شود.
علاوه بر نسبت درصد منومر های اتیلن و پروپیلن، وزن مولکولی متوسط کائوچو نیز متاثر از انتخاب نوع کاتالیزور و متغیرهای واکنش پلیمریزاسیونی می باشد. بر خلاف یک شیمیست پلیمر، که عموماً جرم مولکولی متوسط را با استفاده از گرانروی ذاتی تعیین می نماید. شخص آمیزه کار لاستیک بیشتر تمایل به جانب اندازه گیری ویسکوزیته مونی دارد. ویسکوزیته مونی پلیمر خام کائوچوهای اتیلن پروپیلن در محدوده ای کنترل می شود که بتوان از آن انواع خواص کاربردی و فرایندپذیری را در صنعت لاستیک بدست آورد و علاوه بر آن در محدوده سایر کائوچوهای مصنوعی تجاری نیز قرار داشته باشند.
ویسکوزیته مونی EPM ، EPDM در چهار دقیقه، پس از یک دقیقه پیش حرارت دهی ، در دماهای F ْ 250 اندازه گرفته می شود که این مقدار به صورت (1+4) ML در F ْ 250 بیان می گردد.
در هر وزن مولکولی مولی متوسط توزیع وزن مولکولی مربوط به زنجیره های پلیمر تشکیل دهنده یک الاستومر، بر خواص فرایند پذیری و مکانیکی آمیزه خام و پخت شده آن تاثیر می گذارد. چگونگی توزیع وزن مولکولی در این کائوچو نیز بستگی به نوع کاتالیزوهای مصرفی و شرایط کوپلیمریزاسیون دارد. فراسنج اساسی و کنترل کننده دیگر، توزیع نسبت های اتیلن و پروپیلن در اجزاء اوزان مولکولی متفاوت است، که این نیز بوسیله کاتالیزو و شرایط پلیمریزاسیون کنترل می‌شود.
به طور خلاصه حداقل شش متغیر قابل اندازه گیری در ساختمان مولکولی کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن وجود دارد که به صورت جداگانه یا در مجموع کنترل می شوند به این ترتیب مجموعه وسیعی از مواد تجاری که دارای خواص مورد نظر در صنعت لاستیک، از لحاظ فرایندپذیری و کاربردی هستند، قابل تولید می باشند. این خواص عبارتند از :
I ) نسبت درصد منومرها: کائوچوهای با درصد پروپیلن بالاغلطک‌پذیری بهتری دارند، در حالی که بهبود خواص فیزیکی در گام و قابلیت بهتر اکسترود شدن را در نسبت های بالای اتیلن می توان مشاهده کرد.
II ) بلوریت: عموماً برای یک الاستومر جدید، میزان بلوریت صفر مطلوب نظر می باشد، اما در بعضی مواقع ایجاد و گسترش حالت بلوری به هنگام کشش نیز مورد نظر است.
III) شاخه های جانبی : شاخه های جابنی بلند بایستی حذف کردند مگر آن که یک آمیزه لاستیکی مرده مورد نیاز باشد، شاخه های جانبی کوتاه اثر چندانی ندارند.
IV) وزن مولکولی متوسط: خواص فیزیکی محصول پخت شده با افزایش ویسکوزیته مونی بهبود می یابد اما در عوض فرایند پذیری عموماً مشکل تر می گردد.
V) توزیع وزن مولکولی : اگر وزن مولکولی متوسط ثابت باشد، کائوچوهای با توزیع وزن مولکولی باریک دارای خواص فیزیکی بهتر ولی در عوض فرآیند پذیری ضعیف تر هستند.
VI) چگونگی توزیع منومرها: در محدوده های نسبتاً وسیع و در کاربردهای علمی کائوچو، این فراسنج قابل اندازه گیری نیست.
[1] _ Eqaimolar
[2] _ Segments
فصل –1 ساختمان EPDM
1-1- تاریخچه 2
1-2 ساختمان پلیمر EPDM 3
1-2ـ1ـ ترمونومر 6
1-2ـ2ـتوزیع مونومرها 6
1-3 اثرخواص فیزیکی و شیمیایی بر EPDM 7
1-3-1ویسکوزیته و فرایند پذیری 7
1ـ3-2ـپایدارکننده ها 8
1ـ3ـ3 چسبناکی غیر اشباعیت 8
1ـ3-4 درجه غیر اشباعیت 9
1ـ 4 خواص عمومی پلیمر EPDM 9
1ـ5 غیر اشباعیت 11
1ـ 6 طبقه بندی انواع کائوچو 12
1ـ6-1ـ وزن مولکولی 13
1ـ6-2ـ مقدار پروپیلن 13
1ـ6-3ـمیزان غیر اشباعیت 14
فصل –2 ولکانش
2ـ ولکانش 16
2ـ1ـ ولکانش EPM 16
2ـ1ـ1ـپراکسیدهای آلی 16
2ـ1ـ2ـ انرژی تشعشعی زیاد 22
2ـ2ـ ولکانش EPDM 22
2ـ2ـ1ـپراکسیدهای آلی 22
2ـ2ـ2ـگوگرد و شتاب دهنده 23
2ـ2ـ3ـسیستم های رزین ـ کوئینوئید و مالتیمید 25
2ـ2ـ4ـانرژی تشعشعی زیاد 25
2ـ2ـ5ـولکانش در دمای معمولی 29
فصل –3 آمیزه کاری
3ـ آمیزه کاری 31
3ـ1ـدوده 31
3ـ2ـپرکننده‌های معدنی 31
3ـ2ـ1ـخاک رسی 32
3-2ـ2ـسیلیکا 32
3ـ2ـ3ـکربنات کلسیم 32
3ـ2ـ4ـآلومینای آبنده 33
3ـ2ـ5 ـ عوامل اتصال ساز 33
3ـ3ـ نرمساز 34
3ـ4ـرزین چسب 35
3ـ5ـ ضد شکفت ( Anti Blooming) 36
3ـ6ـ ضداکسان 37
3ـ7ـ ضدنور ماوراءبنفش 38
3ـ8ـ مقاوم کننده‌ها در برابرشعله 38
3ـ9ـ امتزاج با سایر الاستومرها ………………………………38
3ـ10ـآلیاژها 40
3ـ11ـ عوامل پخت 41
3ـ12ـ عوامل محافظت کننده 43
3ـ13ـ فیلرها 43
3ـ14ـ کمک فرایند 45
فصل-4 نگاهی به کیفیت اختلاط آمیزه های EPDM
4ـ نگاهی به کیفیت اختلاط آمیزه های EPDM 47
4ـ1ـ سختی دانه های دوده 53
4ـ2ـ پلیمرهای EPDM دارای شاخه های جانبی 54
4ـ3ـ پارامترها و دستورالعمل های اختلاط 54
4ـ4ـ اثر نحوة اختلاط 57
فصل –5 فرآیند پذیری
5ـ فرآیند پذیری 62
5ـ1ـ اختلاط 62
5ـ2ـشکل دهی 63
5ـ3ـجابجایی و دست پردازی 64
5ـ4ـ اکستروژن 64
5ـ5ـ کلندرینگ 65
5ـ6ـ قالب گیری 66
5ـ7ـ پخت 66
فصل –6 خواص کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن
6ـ خواص کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن 69
6ـ1ـدرجه حرارتهای بالا 69
6ـ2ـ درجه حرارتهای پایین 69
6ـ3ـ مقاومت در حالت خام 72
6ـ4ـ مقاومت در برابر عوامل جوی 72
6ـ5ـ مقاومت نسبت به مواد شیمیایی 73
6ـ6ـخواص الکتریکی 74
6ـ7ـ خواص دینامیکی 76
6ـ8ـ قدرت کشتی و سختی 77
6ـ9ـ مقاومت فرسایشی و سایشی در برابر پارگی 78
6ـ10ـ مانانی فشاری 78
6ـ11ـ خزس و واهیختگی تنش…………………………………78
6ـ12ـ نفوذ پذیری در برابر گازها 78
فصل –7 مصارف کائوچوی EPDM و EPM
7ـ مصارف کائوچوی EPDM و EPM 81
7ـ1ـ تایر اتوموبیل 81
7ـ2کابل و عایقهای الکتریکی 81
7ـ3ـدرزگیرهای اتوموبیل 82
7ـ4ـ لوله مصرفی در اتوموبیل 82
7ـ5ـ لوله‌های تخلیه ماشینهای لباسهای خانگی 82
7ـ 6 استفاده از EPDM در سایدوال تایرهای رادیال 82
شامل 101 صفحه فایل word
بررسی مختصات ومشخصات EPDM
اختصاصی از کوشا فایل بررسی مختصات ومشخصات EPDM دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
مقدمه :
کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن نخستین بار به سال 1962 در ایالات متحده و در مقادیر کم و محدود تجاری عرضه گشت . حدود سالهای 1954 و 1960 مقادیر کم آن درآزمایشگاههای ایتالیا و اپالات متحده ساخته شده بود. اگر چه تولید تجاری آن در سال 1963 آغاز شد، اما کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن اکنون دارای بالاترین ضریب و میزان رشد می باشد. کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن راعموماً EPDM می نامند. این نامگذاری که از طرف انجمن آمریکایی آزمون مواد (ASTM)، انستیوی بین المللی تولید کنندگان کائوچوی مصنوعی و سازمان استانداردهای بین المللی به عنوان یک قرارداد پذیرفته شده است، به محصولی پرمصرف تر و قابل ولکانش با گوگرد که در مولکولهای آن درصد کمی از یک منومر دی ان علاوه بر اتیلن و پروپیلن وجود داشته باشد، اطلاق می گردد. مفهوم این حروف که در کنار هم قرار گرفته اند، EPDM، بدین ترتیب است، E برای اتیلن، P برای پروپلین، D برای دی ان و M برای متیلن، واحد تکراری () که در حقیقت ستون اصلی تشکیل دهنده زنجیره پلیمری می باشد.
کوپلیمر کم مصرف تر اتیلن و پروپیلن خوانده می شود. گاهی اوقات این کوپلیمر به نام EPR خوانده می شود حتی این نامگذاری برای مشخص کردن تمامی گروههای الاستومرهای اتیلن ـ پروپیلن که شامل تمامی ترپلیمرها و کوپلیمرها است، نیز بکار برده می شود.
در دمای محیط، پلی اتیلن یک پلاستومرکریستالی است اما در اثر حرارت از یک فاز الاستومری عبور می کند. با در نظر گرفتن (دخالت دادن) ویژگی کریستالیزاسیون پلی اتیلن در یک زنجیر پلیمری که ماهیتاً مانع کریستاله شدن است، دو ویژگی درجه حرارت ذوب و قابلیت الاستومری پلیمر در دمای کمتر از درجه حرارت محیط به شدت کاهش می یابد.
چنین مواد آمورف ( بی شکل) و قابل پختی (Corable) می توانند به عنوان الاستومر شناخته شده که از طریق کوپلیمریزه کردن اتیلن و پروپیلن با کاتالیزور و نوع زیگلر ـ ناتا بدست می آیند. ماده ای حاصل از این پلیمریزاسیون EPDM نامیده می شود که آمورف و لاستیکی (Robbery) هستند. اما از آنجائیکه شامل پیوندهای غیر اشباع نیستند فقط می توانند با پراکسید ها اتصال عرضی ایجاد کنند. اگر در خلال کوپلیمریزاسیون اتیلن و پروپیلن یک مونومرموی ، یک دی ان اضافه شود، الاستومر حاصل دارای پیوند غیر اشباع خواهد بود که می تواند با گوگرد ولکانیزه یا پخت شود. این گروه از الاستومرها EPDM نامیده می‌شوند
فهرست مطالب :
فصل اول : ساختمان EPDM
1-1- تاریخچه
1-2 ساختمان پلیمر EPDM
1-2ـ1ـ ترمونومر
1-2ـ2ـتوزیع مونومرها
1-3 اثرخواص فیزیکی و شیمیایی بر EPDM
1-3-1ویسکوزیته و فرایند پذیری
1ـ3-2ـپایدارکننده ها
1ـ3ـ3 چسبناکی غیر اشباعیت
1ـ3-4 درجه غیر اشباعیت
1ـ 4 خواص عمومی پلیمر EPDM
1ـ5 غیر اشباعیت
1ـ 6 طبقه بندی انواع کائوچو
1ـ6-1ـ وزن مولکولی
1ـ6-2ـ مقدار پروپیلن
1ـ6-3ـمیزان غیر اشباعیت
فصل دوم : ولکانش
2ـ ولکانش
2ـ1ـ ولکانش EPM
2ـ1ـ1ـپراکسیدهای آلی
2ـ1ـ2ـ انرژی تشعشعی زیاد
2ـ2ـ ولکانش EPDM
2ـ2ـ1ـپراکسیدهای آلی
2ـ2ـ2ـگوگرد و شتاب دهنده
2ـ2ـ3ـسیستم های رزین ـ کوئینوئید و مالتیمید
2ـ2ـ4ـانرژی تشعشعی زیاد
2ـ2ـ5ـولکانش در دمای معمولی
فصل سوم : آمیزه کاری
3ـ آمیزه کاری
3ـ1ـدوده
3ـ2ـپرکننده‌های معدنی
3ـ2ـ1ـخاک رسی
3-2ـ2ـسیلیکا
3ـ2ـ3ـکربنات کلسیم
3ـ2ـ4ـآلومینای آبنده
3ـ2ـ5 ـ عوامل اتصال ساز
3ـ3ـ نرمساز
3ـ4ـرزین چسب
3ـ5ـ ضد شکفت ( Anti Blooming )
3ـ6ـ ضداکسان
3ـ7ـ ضدنور ماوراءبنفش
3ـ8ـ مقاوم کننده‌ها در برابرشعله
3ـ9ـ امتزاج با سایر الاستومرها
3ـ10ـآلیاژها
3ـ11ـ عوامل پخت
3ـ12ـ عوامل محافظت کننده
3ـ13ـ فیلرها
3ـ14ـ کمک فرایند
فصل چهارم : نگاهی به کیفیت اختلاط آمیزه های EPDM
4ـ نگاهی به کیفیت اختلاط آمیزه های EPDM
4ـ1ـ سختی دانه های دوده
4ـ2ـ پلیمرهای EPDM دارای شاخه های جانبی
4ـ3ـ پارامترها و دستورالعمل های اختلاط
4ـ4ـ اثر نحوة اختلاط
فصل پنجم : فرآیند پذیری
5ـ فرآیند پذیری
5ـ1ـ اختلاط
5ـ2ـشکل دهی
5ـ3ـجابجایی و دست پردازی
5ـ4ـ اکستروژن
5ـ5ـ کلندرینگ
5ـ6ـ قالب گیری
5ـ7ـ پخت
فصل ششم : خواص کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن
6ـ خواص کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن
6ـ1ـدرجه حرارتهای بالا
6ـ2ـ درجه حرارتهای پایین
6ـ3ـ مقاومت در حالت خام
6ـ4ـ مقاومت در برابر عوامل جوی
6ـ5ـ مقاومت نسبت به مواد شیمیایی
6ـ6ـخواص الکتریکی
6ـ7ـ خواص دینامیکی
6ـ8ـ قدرت کشتی و سختی
6ـ9ـ مقاومت فرسایشی و سایشی در برابر پارگی
6ـ10ـ مانانی فشاری
6ـ11ـ خزس و واهیختگی تنش
6ـ12ـ نفوذ پذیری در برابر گازها
فصل هفتم : مصارف کائوچوی EPDM و EPM
7ـ مصارف کائوچوی EPDM و EPM
7ـ1ـ تایر اتوموبیل
7ـ2کابل و عایقهای الکتریکی
7ـ3ـدرزگیرهای اتوموبیل
7ـ4ـ لوله مصرفی در اتوموبیل
7ـ5ـ لوله‌های تخلیه ماشینهای لباسهای خانگی
7ـ 6 استفاده از EPDM در سایدوال تایرهای رادیال
دانلود پایان نامه بررسی مختصات و مشخصات EPDM
اختصاصی از کوشا فایل دانلود پایان نامه بررسی مختصات و مشخصات EPDM دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
بررسی مختصات و مشخصات EPDM
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت) + به همراه نسخه PDF
تعداد صفحه:79
پایان‌نامه کارشناسی
مهندسی شیمی (طراحی فرآیندهای صنایع نفت)
فهرست مطالب :
فصل –1 ساختمان EPDM
1-1- تاریخچه .......................... 2
1-2 ساختمان پلیمر EPDM ................ 3
1-2ـ1ـ ترمونومر ....................... 6
1-2ـ2ـتوزیع مونومرها .................. 6
1-3 اثرخواص فیزیکی و شیمیایی بر EPDM .. 7
1-3-1ویسکوزیته و فرایند پذیری ......... 7
1ـ3-2ـپایدارکننده ها .................. 8
1ـ3ـ3 چسبناکی غیر اشباعیت ............. 8
1ـ3-4 درجه غیر اشباعیت .............. 9
1ـ 4 خواص عمومی پلیمر EPDM............. 9
1ـ5 غیر اشباعیت ...................... 11
1ـ 6 طبقه بندی انواع کائوچو .......... 12
1ـ6-1ـ وزن مولکولی ................... 13
1ـ6-2ـ مقدار پروپیلن ................. 13
1ـ6-3ـمیزان غیر اشباعیت .............. 14
فصل –2 ولکانش
2ـ ولکانش ............................ 16
2ـ1ـ ولکانش EPM ...................... 16
2ـ1ـ1ـپراکسیدهای آلی ................. 16
2ـ1ـ2ـ انرژی تشعشعی زیاد.............. 22
2ـ2ـ ولکانش EPDM ..................... 22
2ـ2ـ1ـپراکسیدهای آلی ................. 22
2ـ2ـ2ـگوگرد و شتاب دهنده ............. 23
2ـ2ـ3ـسیستم های رزین ـ کوئینوئید و مالتیمید 25
2ـ2ـ4ـانرژی تشعشعی زیاد............... 25
2ـ2ـ5ـولکانش در دمای معمولی .......... 29
فصل –3 آمیزه کاری
3ـ آمیزه کاری......................... 31
3ـ1ـدوده ............................. 31
3ـ2ـپرکننده‌های معدنی ................. 31
3ـ2ـ1ـخاک رسی ........................ 32
3-2ـ2ـسیلیکا.......................... 32
3ـ2ـ3ـکربنات کلسیم ................... 32
3ـ2ـ4ـآلومینای آبنده.................. 33
3ـ2ـ5 ـ عوامل اتصال ساز .............. 33
3ـ3ـ نرمساز........................... 34
3ـ4ـرزین چسب ........................ 35
3ـ5ـ ضد شکفت ( Anti Blooming).............. 36
3ـ6ـ ضداکسان ......................... 37
3ـ7ـ ضدنور ماوراءبنفش ................ 38
3ـ8ـ مقاوم کننده‌ها در برابرشعله ...... 38
3ـ9ـ امتزاج با سایر الاستومرها ………………………………38
3ـ10ـآلیاژها ......................... 40
3ـ11ـ عوامل پخت ..................... 41
3ـ12ـ عوامل محافظت کننده ............. 43
3ـ13ـ فیلرها ......................... 43
3ـ14ـ کمک فرایند ..................... 45
فصل-4 نگاهی به کیفیت اختلاط آمیزه های EPDM
4ـ نگاهی به کیفیت اختلاط آمیزه های EPDM 47
4ـ1ـ سختی دانه های دوده .............. 53
4ـ2ـ پلیمرهای EPDM دارای شاخه های جانبی 54
4ـ3ـ پارامترها و دستورالعمل های اختلاط 54
4ـ4ـ اثر نحوة اختلاط .................. 57
فصل –5 فرآیند پذیری
5ـ فرآیند پذیری ...................... 62
5ـ1ـ اختلاط ........................... 62
5ـ2ـشکل دهی .......................... 63
5ـ3ـجابجایی و دست پردازی ............. 64
5ـ4ـ اکستروژن ........................ 64
5ـ5ـ کلندرینگ ........................ 65
5ـ6ـ قالب گیری ....................... 66
5ـ7ـ پخت ............................. 66
فصل –6 خواص کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن
6ـ خواص کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن ...... 69
6ـ1ـدرجه حرارتهای بالا ................ 69
6ـ2ـ درجه حرارتهای پایین ............. 69
6ـ3ـ مقاومت در حالت خام .............. 72
6ـ4ـ مقاومت در برابر عوامل جوی ....... 72
6ـ5ـ مقاومت نسبت به مواد شیمیایی ..... 73
6ـ6ـخواص الکتریکی .................... 74
6ـ7ـ خواص دینامیکی ................... 76
6ـ8ـ قدرت کشتی و سختی ................ 77
6ـ9ـ مقاومت فرسایشی و سایشی در برابر پارگی 78
6ـ10ـ مانانی فشاری ................... 78
6ـ11ـ خزس و واهیختگی تنش…………………………………78
6ـ12ـ نفوذ پذیری در برابر گازها ...... 78
فصل –7 مصارف کائوچوی EPDM و EPM
7ـ مصارف کائوچوی EPDM و EPM .......... 81
7ـ1ـ تایر اتوموبیل................... 81
7ـ2کابل و عایقهای الکتریکی .......... 81
7ـ3ـدرزگیرهای اتوموبیل ............... 82
7ـ4ـ لوله مصرفی در اتوموبیل ......... 82
7ـ5ـ لوله‌های تخلیه ماشینهای لباسهای خانگی....82
7ـ 6 استفاده از EPDM در سایدوال تایرهای رادیال....82
چکیده :
کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن نخستین بار به سال 1962 در ایالات متحده و در مقادیر کم و محدود تجاری عرضه گشت . حدود سالهای 1954 و 1960 مقادیر کم آن درآزمایشگاههای ایتالیا و اپالات متحده ساخته شده بود. اگر چه تولید تجاری آن در سال 1963 آغاز شد، اما کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن اکنون دارای بالاترین ضریب و میزان رشد می باشد. کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن راعموماً EPDM می نامند. این نامگذاری که از طرف انجمن آمریکایی آزمون مواد (ASTM)، انستیوی بین المللی تولید کنندگان کائوچوی مصنوعی و سازمان استانداردهای بین المللی به عنوان یک قرارداد پذیرفته شده است، به محصولی پرمصرف تر و قابل ولکانش با گوگرد که در مولکولهای آن درصد کمی از یک منومر دی ان علاوه بر اتیلن و پروپیلن وجود داشته باشد، اطلاق می گردد. مفهوم این حروف که در کنار هم قرار گرفته اند، EPDM، بدین ترتیب است، E برای اتیلن، P برای پروپلین، D برای دی ان و M برای متیلن، واحد تکراری () که در حقیقت ستون اصلی تشکیل دهنده زنجیره پلیمری می باشد.
کوپلیمر کم مصرف تر اتیلن و پروپیلن خوانده می شود. گاهی اوقات این کوپلیمر به نام EPR [1] خوانده می شود حتی این نامگذاری برای مشخص کردن تمامی گروههای الاستومرهای اتیلن ـ پروپیلن که شامل تمامی ترپلیمرها و کوپلیمرها است، نیز بکار برده می شود.
در دمای محیط، پلی اتیلن یک پلاستومرکریستالی است اما در اثر حرارت از یک فاز الاستومری عبور می کند. با در نظر گرفتن (دخالت دادن) ویژگی کریستالیزاسیون پلی اتیلن در یک زنجیر پلیمری که ماهیتاً مانع کریستاله شدن است، دو ویژگی درجه حرارت ذوب و قابلیت الاستومری پلیمر در دمای کمتر از درجه حرارت محیط به شدت کاهش می یابد.
چنین مواد آمورف ( بی شکل) و قابل پختی (Corable) می توانند به عنوان الاستومر شناخته شده که از طریق کوپلیمریزه کردن اتیلن و پروپیلن با کاتالیزور و نوع زیگلر ـ ناتا بدست می آیند. ماده ای حاصل از این پلیمریزاسیون EPDM نامیده می شود که آمورف و لاستیکی (Robbery) هستند. اما از آنجائیکه شامل پیوندهای غیر اشباع نیستند فقط می توانند با پراکسید ها اتصال عرضی ایجاد کنند. اگر در خلال کوپلیمریزاسیون اتیلن و پروپیلن یک مونومرموی ، یک دی ان اضافه شود، الاستومر حاصل دارای پیوند غیر اشباع خواهد بود که می تواند با گوگرد ولکانیزه یا پخت شود. این گروه از الاستومرها EPDM نامیده می‌شوند
مهمترین گونه های EDM تجاری، شامل حدود 40 تا 80 درصد وزنی یا 45 تا 85 درصد مولی اتیلن میباشد. ولی مهمترین انواع آنها دارای حدود 50 تا 70 درصد مولی اتیلن هستند.
CH2 CH2 CH2 CH
CH 3
مطالعات و منابع موجود ترکیبات زیادی را به عنوان ترمونومرها معرفی کرده اند، اما تاکنون در الاستورمرهای تجاری فقط 3 نوع دی ان به کار رفته است. این دی ان ها با هم مزدوج نشده اند زیرا پیوند دوگانه در گروههای جانبی پلیمر قرار دارند.
در تولید الاستومر EPM و EPDM همانند سایر الاستومرهای دی ان پارامترهای بسیاری نقش دارند. این پارامترها تعیین کننده ویژگیهای تعداد زیادی از گونههای تجاری قابل دسترسی می باشند. این پارامترهای مهم عبارتند از :
ـ نسبت غلظت اتیلن و پروپیلن ( شکل دهنده ای گونه های آمورف و قطعه یی ـ Segmented)
ـ کوپلیمریزاسیون یا ترپلیمریزاسیون ( تشکیل EPDM یا EPM)
ـ نوع و مقدار ترمونومرها ( تعیین کننده ای خواص ولکانیزاسیون و خواص دینامیکی )
ـ پلیمریزاسیون محلولی یا سوسپانسیون ( موثر روی بالاترین وزن مولاری بدست آمده )
ـ وزن مولکولی (ایجاد اختلاف در ویسکوزیته و فرایند پذیری)
ـ گسترش با روغن ( تاثیر روی فرایند پذیری و قیمت)
در سال 1951 پروفسور کارل زیگلر در آلمان، گروه جدیدی از کاتالیزورهای واکنش های پلیمریزاسیونی را کشف نمود. این کاتالیزورها از یک نمک ها لوژنه فلزات واسطه همراه با یک عامل احیاء کننده آلی ـ فلزی مثل آلکیل آلومینیوم تشکیل می شدند.
این کاتالیزورها مسیر واکنش پلیمریزاسیونی را از طریق مکانیزم آنیونی پیش برده و در بسیاری از حالات ،پلیمری با نظم ساختمانی بسیار زیاد به وجود می آورند. زیگلر این اختراع خود را به ثبت رسانید. کاتالیزورهای زیلگر اولین بار به صورت تجاری در ساخت پلی اتیلن خطی یا چگالی زیاد و در فشار پایین به کار گرفته شدند.
در ایتالیا پروفسور گویلو ناتا، تحقیقات روی این نوع کاتالیزوها را گسترش داده و نشان داه که برخی از آنها ،قادر به تولید و ایجاد پلیمرهای بسیاری ، که قالباً با انواع دیگر از لحاظ آرایش فضایی تفاوت دارند، می باشند. به همین دلیل این کاتالیزورها را به نام کاتالیزورهای فضا ویژه [1] خواندند. پروفسور ناتا همچنین دریافت که پروپیلن نیز می‌تواند از این طریق پلیمریزه گردد. و به این ترتیب پلی پروپیلن نیز به عنوان دومین پلاستیک اولفینی تجاری که از طریق این تکنولوژی کاتالیزوری جدید ساخته شده بود به بازار عرضه شد.
پلی اتیلن و پلی پروپیلن هر دو بلوری و گرما ـ خمیر هستند و به هیج رو ،حالت لاستیکی و کشانی ندارند با پیشرفت بیشتر مطالعات ،پروفسور ناتا دریافت که با استفاده از برخی گونه های کاتالیزورهای زیلگر می توان ترتیبی فراهم نمود که اتیلن و پروپیلن به صورت اتفاقی و نامنظم کوپلیمریزه شده ( به صورت غیر فضا ویژه ) و ایجاد ماده ای بی شکل با خواص کشانی و لاستیکی جالب نمایند. در سال 1963 به پروفسور کارل زیگلر و پروفسور کویلر ناتا مشترکا جایزه نوبل شیمی، به خاطر کشفی که منجر به ساخت چندین نوع الاستومر و پلاستیک جدیدی از جمله کائوچوهای اتیلین پروپیلن گشت ،اعطا گردید.
تولید انبوه EPM و EPDM از سال 1963 آغاز شده و در سال 1985 با افزایش رشد مصرف، مقدار تولید جهانی این الاستورمر به 54/0 میلیون تن رسید که حدود 4/4 درصد ظرفیت تولید کل استومرهای مصنوعی را بخود اختصاص داد.
1-2ـ ساختمان پلیمر EPDM
ساختمان منظم و بی شکل کوپلیمر یک در میان اتیلن پروپلین
CH3
+CH2 CH2 C CH2 + n
H
را به این ترتیب می توان نمایش داد:
این ساختمان فوق العاده شبیه به ساختمان کائوچوی طبیعی یعنی سیس 1 و 4 پلی ایزوپرون می باشد.
CH3
+CH2 CH2 C CH2 + n
لذا تعجب آور نخواهد بود که کوپلیمر یک در میان منظم اتیلن و پروپلین، حتماً یک ماده لاستیکی باشد، زیرا ساختمان آن بسیار شبیه ساختمان اولین کائوچوی مفید و با ارزش یعنی کائوچوی طبیعی است.
ساختمان با مول برابر[2] اتیلن و پروپلین نظیر آنچه که در قبل نشان داده شده است،را نمی توان در کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن تجاری موجود دید،ترکیب در مواد تجاری عموماً بر اساس و مبنای درصد وزنی داده می شود، کوپلیمر با درصد مولی 50/50 را به نام کوپلیمر های اتیلن ـ پروپیلن را می توان در یک محدوده وسیع از ترکیب درصد آن دو دید، اما محصولات تجاری د رمحدوده درصد وزنی 50/50 تا 25/75 از اتیلن و پروپیلن عرضه می گردند . به علاوه حتی در یک ترکیب درصد مساوی با مول برابر زنجیره های کوتاه با مجتمع هایی از پلی پروپیلن و پلی اتیلن که در میان پاره زنجیرهای [3] بزرگتر در کوپلیمر اتفاقی ،به صورت نامنظم توزیع شده اند، .وجود دارند.
مولکول های کائوچوهای اتلین ـ پروپیلن کاملاً خطی نیستند. بلکه شامل شاخه های جانبی با زنجیرهای کوتاه و بلند در درجه های مختلف می‌باشند این حالت که متاثر از شرایط پلیمریزاسیون و نسبت درصد منومرها می باشد. دقیقاً به همان صورتی که در کوپلیمرهای اتیلن ـ پروپیلن (EPM ) دیده می شود، در ترپلیمرهای آن (EPDM) که ویژگیهای دیگری مثل تمایل به ایجاد بیشتر شاخه های جانبی به خاطر اثرات منومر دی ان وجود دارد، دیده نمی شود.
علاوه بر نسبت درصد منومر های اتیلن و پروپیلن، وزن مولکولی متوسط کائوچو نیز متاثر از انتخاب نوع کاتالیزور و متغیرهای واکنش پلیمریزاسیونی می باشد. بر خلاف یک شیمیست پلیمر، که عموماً جرم مولکولی متوسط را با استفاده از گرانروی ذاتی تعیین می نماید. شخص آمیزه کار لاستیک بیشتر تمایل به جانب اندازه گیری ویسکوزیته مونی دارد. ویسکوزیته مونی پلیمر خام کائوچوهای اتیلن پروپیلن در محدوده ای کنترل می شود که بتوان از آن انواع خواص کاربردی و فرایندپذیری را در صنعت لاستیک بدست آورد و علاوه بر آن در محدوده سایر کائوچوهای مصنوعی تجاری نیز قرار داشته باشند.
ویسکوزیته مونی EPM ، EPDM در چهار دقیقه، پس از یک دقیقه پیش حرارت دهی ، در دماهای F ْ 250 اندازه گرفته می شود که این مقدار به صورت (1+4) ML در F ْ 250 بیان می گردد.
در هر وزن مولکولی مولی متوسط توزیع وزن مولکولی مربوط به زنجیره های پلیمر تشکیل دهنده یک الاستومر، بر خواص فرایند پذیری و مکانیکی آمیزه خام و پخت شده آن تاثیر می گذارد. چگونگی توزیع وزن مولکولی در این کائوچو نیز بستگی به نوع کاتالیزوهای مصرفی و شرایط کوپلیمریزاسیون دارد. فراسنج اساسی و کنترل کننده دیگر، توزیع نسبت های اتیلن و پروپیلن در اجزاء اوزان مولکولی متفاوت است، که این نیز بوسیله کاتالیزو و شرایط پلیمریزاسیون کنترل می‌شود.
به طور خلاصه حداقل شش متغیر قابل اندازه گیری در ساختمان مولکولی کائوچوی اتیلن ـ پروپیلن وجود دارد که به صورت جداگانه یا در مجموع کنترل می شوند به این ترتیب مجموعه وسیعی از مواد تجاری که دارای خواص مورد نظر در صنعت لاستیک، از لحاظ فرایندپذیری و کاربردی هستند، قابل تولید می باشند. این خواص عبارتند از :
I ) نسبت درصد منومرها: کائوچوهای با درصد پروپیلن بالاغلطک‌پذیری بهتری دارند، در حالی که بهبود خواص فیزیکی در گام و قابلیت بهتر اکسترود شدن را در نسبت های بالای اتیلن می توان مشاهده کرد.
II ) بلوریت: عموماً برای یک الاستومر جدید، میزان بلوریت صفر مطلوب نظر می باشد، اما در بعضی مواقع ایجاد و گسترش حالت بلوری به هنگام کشش نیز مورد نظر است.
III) شاخه های جانبی : شاخه های جابنی بلند بایستی حذف کردند مگر آن که یک آمیزه لاستیکی مرده مورد نیاز باشد، شاخه های جانبی کوتاه اثر چندانی ندارند.
IV) وزن مولکولی متوسط: خواص فیزیکی محصول پخت شده با افزایش ویسکوزیته مونی بهبود می یابد اما در عوض فرایند پذیری عموماً مشکل تر می گردد.
V) توزیع وزن مولکولی : اگر وزن مولکولی متوسط ثابت باشد، کائوچوهای با توزیع وزن مولکولی باریک دارای خواص فیزیکی بهتر ولی در عوض فرآیند پذیری ضعیف تر هستند.
VI) چگونگی توزیع منومرها: در محدوده های نسبتاً وسیع و در کاربردهای علمی کائوچو، این فراسنج قابل اندازه گیری نیست.
1-2ـ1 ترمونومر:
دی سیکلو پنتا دی ان ( DCP) اولین ترمونومری بود که برای تولید این الاستومر استفاده گردید، اما از آنجاییکه اختلاف نسبتاً کمی در فعالیت دو پیوند دو گانه ی آن وجود دارد، مقدار محسوسی اتصال عرضی یا متشکل ژل در طی پلیمریزاسیون رخ می دهد. به علاوه پلیمر حاصله سرعت پخت کافی ارائه نمی دهد. با DCP ،فقط 3 تا 6 پیوند دو گانه می‌تواند به ازای هر 1000 اتم کربن در طول زنجیر پلیمر ایجاد شود.
اتیلیدن نوزبورتن (ENB) رفتار کاملاً متفاوتی دارد. قابلیت کوپلیمریزه شدن پلیمر حاصله همانند فعالیت پخت آنان عالی است. امکان دارد با ENB ، 4 تا 15 پیوند دوگانه به ازای هر 1000 اتم کربن در طول زنجیر ایجاد شود. در حالی که پلیمر حاصله عاری از ژل میباشد.
هگزا دی ان (HX) ،موقعیت حد واسطی را بین ENB و DCP اشغال کرده است و توپلیمرهای حاصل از آن می تواند شامل 4 تا 8 پیوند دو گانه برای هر 1000 اتم کربن در زنجیر اصلی باشد.
1-2ـ2ـ توزیع مونومرها :
کوپلیمرهایی که شامل 45 تا 60 درصد اتیلن هستند کاملاً آمورف می‌باشند و خود تقویت کننده نیستند. در مقادیر بالاترین اتیلن، حدود 70 تا 80 درصبد، پلیمرها شامل رشته های طولانی اتیلن خواهند بود که به طور جزیی کریستاله هستند. این پلیمرها با عنوان گونه های آمورف معمولی متفاوت است. همانند ترموپلاستیک الاستومرها بخشهایی که کریستاله گشته اند پلهای عرضی فیزیکی که با حرارت قابل برگشت می‌باشند، ایجاد می کنند طوری که الاستومرهای حاصله بدون داشتن پلهای عرضی شیمیایی استحکام مکانیکی بالایی دارند. در درجه حرارتهای بالاتر، این استحکام دینامیکی کاهش پیدا می کند
1-3ـ اثر خواص خواص فیزیکی و شیمیایی برای EPDM
1-3ـ1ـ ویسکوزیته و فرایندپذیری :
فرایند پذیری EPDM به ساختمان مولکولی آن بستگی دارد. پیشرفت فرایند پخش دوده در حین اختلاط الاستومرهای EPDM درمخلوط کن‌ها داخلی، t توزیع جرم مولی گونه های EPDM بستگی دارد. این فرایند باید به طور مناسبی انتخاب شود که بستگی به درجه مطلوب و مورد نیاز پخش دوده در کاربردهای ذیربط دارد بدین . شکل که توزیع باریک جرم مولکوبی برای پخشهای متوسط دوده و توزیع پهن یا گسترده جرم مولکولی برای کاربردهایی که نیاز به پخش عالی دوده دارند انتخاب می شودگونه‌های EPDM با توزیع گسترده‌ی وزن مولکولی و یا زنجیره دارای شاخه های طولانی می تواند در بعضی مواقع نرم و خرد ( masticate) شود.
وزن مولکولی بیشتر گونه های تجاری بین 200000 و 300000 میباشد و مونی ویسکوزیته ( 4 + 1) ML آنها در 100 درجه سانتی‌گراد د رمحدوده ای 25 تا 100 قرار دارد. البته گونه هایی از EPDM با مونی ویسکوزیته د رمحدوده 250 و 50 می توانند همانند سایر الاستومرهای مصنوعی به راحتی فرایند شوند، اما پذیرش فیلرها و پلاستی سایزرها در آنها به غلظت ها یا مقادیر پایینی و کم محدود می شود. اگر مصرف بالای فیلر مورد نیاز باشد، گونه های بامونی ویسکوزیته بالا باید استفاده شوند، اگر چه فرایند پذیری در این حالت خیلی مشکل است که می تواند به طور جزئی با استفاده از مقدار بیشتری پلاستی سایزر راحتتر شود.
EPDM با وزن مولکولی بسیار بالا که به راحتی فرایند پذیر نیستند به طور تجارتی به صورت گونه های که با روغن ( روغن پارافینی یا روغن نفتی) گسترده شده اند، در دسترس می باشند. این گونه ها به خوبی فرایند می شوند و خیلی اقتصادی هستند.
1-3ـ2ـ پایدار کننده ها
گونه های EPDM اغلب به طور گسترده با پایدار کننده های غیر لکه زا فروخته می شوند بنام این مشکلات لکه زایی در آنها به طور قابل ملاحظه یی بر طرف شده است.
1-3ـ3ـ چسبناکی
چسبناکی EPDM خیلی کمتر از حد مطلوب است و این باعث بروز مشکلاتی هنگام استفاده از آن مثلاً در بافت اجزای تایر می شود. تحقیقاتی برای بهبود خود چسبندگی (building lack) برای EPDM در گذشته انجام شده است اما به خوبی این مشکل تا حد مطلوب بر طرف نشده است افزایش عوامل چسبناکی به تنهایی کافی نیست، بنابراین اضافه کردن حساس شونده های نوری و تابشی با نورمرئی به فرمول نیز مورد نیاز است . تترافنیل ـ پورفیرین [4] حساس کننده خوبی است همچنین اگر در ترکیب با بنزوآنتراسن ها مورد استفاده قرار گیرد که به مقدار زیادی در روغنهای آروماتیک موجود هستند.
چسبناکی تابع نوع EPDM کاربردی نیز می باشد. بهترین اثر را در این مورد ترمونومر ENB دارد زیرا قادر است که با اکسیژن تکی (singolar oxygen ) واکنش دهد، بر خلاف DCP و HX که در این زمینه فعالیت خیلی کمی دارند. نسبت اتیلن پروپیلن باید در گونه های EPDM مناسب باشد. سایر کاستی هایی که از این الاستومرها می توان نام برد. عبارت است از سطح متوسط چسبندگی آنها به پارچه و فلز و توانایی کم آنها برای هم پخت شدن با سایر الاستومرهای دی انی میباشد.
1-3ـ4ـ درجه غیر اشباعیت
در EPDM عامل یا پیوند غیر اشباع در گروههای (شاخه های ) جانبی قراردارد و زنجیر پلیمر کاملاً اشباع شده می باشد. این حالت باعث می شود که پلیمر در برابر تخریب اکسیژنی، ازنی و مواد شیمیایی مقاومت عالی شان بدهد، بنابراین محصولات تولید شده با EPDM خیلی با دوام هستند. خواص ولکانیزاسیون ، شامل سرعت و حالت پخت یک EPDM ، به مقدار و نوع پیوندهای دو گانه ی موجود در ترمونومرآن بستگی دارد.
EPDM ـ DCP ها به مقدار قابل توجهی آهسته پخت می شوند و حالتهای پخت پایین تری نسبت به EPDM ـ ENB ها ارائه می دهند. در این زمینه EPDM ـ HX ها موقعیت حد وسطی را اشغال می کنند. با توجه به غلظت ENB در پلیمر، انواع EPDM ـ ENB به سه گروه با سرعت پخت معمولی ( با حدود 4 درصد ENB ) ، پخت سریع ( با حدود 6 درصد ENB) و خیلی سریع ( با حدود 8 درصد و بیشتر ENB ) تقسیم و مشخص می شوند با افزایش سرعتهای پخت ، حالتهای پخت، و در کنار آنها خواص مکانیکی مثل مانایی فشاری نیز بهبود می باید، اما برای یک زمان مشخص پخت ،مقاومت در برابر بازگشت در درجه حرارت بالای پخت ضعیف تر می شود و گونه های EPDM با غیر اشباعیت بالا دارای قیمت بالاتری هستند.
و...