EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk)

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04.04.2019

 

Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) ist aufgrund seiner Allround-Eigenschaften ein in vielen Industriebereichen häufig eingesetzter Werkstoff. Seit seinem Aufkommen in den 1960er Jahren ist die Verbreitung von EPDM stark angestiegen und er gehört mittlerweile zu einem der am meisten verwendeten Elastomere. Dank seiner Vielseitigkeit und seiner guten Witterungsbeständigkeit zählt EPDM zu den bedeutendsten Werkstoffen für technische Gummiartikel.  

In diesem Blogeintrag werden wir im Detail auf die verschiedenen Eigenschaften von EPDM eingehen.

Dabei sei direkt zu erwähnen, dass die Eigenschaften auf der einen Seite mit dem Aufbau der Mischung, auf der anderen Seite aber insbesondere mit der Art der Vernetzung (Peroxidvernetzung oder Schwefelvernetzung) variieren. Dies wird jedoch an entsprechender Stelle in diesem Eintrag beschrieben.  

Mechanische Eigenschaften von EPDM

Eine sehr bedeutende Eigenschaft von EPDM ist seine exzellente Alterungsbeständigkeit. Bei vielen EPDM-Mischungen ist es daher nicht nötig, Alterungsschutzmittel beizumischen.

Bezüglich seiner sonstigen mechanischen Eigenschaften kann EPDM als Allzweck-Kautschuk bezeichnet werden.

Die Reiß- bzw. Zugfestigkeit von EPDM-Mischungen sowie der Weiterreißwiderstand sind durchschnittlich bis gut. Selbiges gilt für die Reißdehnung.

Hinsichtlich des Druckverformungsrests weist EPDM sehr gute Werte auf, wenn es sich um peroxidvernetzte Mischungen handelt. Schwefelvernetzte Mischungen hingegen sind in dieser Kategorie nur Durchschnitt. Ebenfalls spielt der Vulkanisationsgrad eine wichtige Rolle.

Thermische Eigenschaften von EPDM

Auch bezogen auf die thermischen Eigenschaften ergeben sich große Unterschiede hinsichtlich des Vernetzungssystems der EPDM-Mischung.

Peroxidvernetzte EPDM-Werkstoffe haben eine bessere Temperaturbeständigkeit als schwefel-vernetzte Mischungen. Die Hitzebeständigkeit von EPDM-Mischungen mit Peroxidvernetzung liegt bei Dauerbelastung bei etwa 130° C und kann für kurze Zeit auf 170° C steigen. Der Druckverformungsrest von peroxidvernetzten EPDM-Mischungen ist selbst bei hohen Temperaturen sehr gut.

Generell ist die Hitzebeständigkeit von peroxidvernetztem EPDM in etwa mit der von HNBR (Hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautschuk) vergleichbar.    

Bei schwefelvernetzten Mischungen wird hingegen empfohlen, die Dauerbelastung nicht über 100° C anzusetzen.

Die Kälteflexibilität von EPDM ist ordentlich und stark Abhängig vom Ethylen-Gehalt der zugrunde liegenden Mischung. Dabei gilt: Je niedriger der Ethylengehalt (Massenanteil der Mischungskomponente 40 bis 50  %,), desto besser die Kälteflexibilität. Allerdings führt ein niedriger Ethylengehalt grundsätzlich zu schlechteren dynamischen Eigenschaften von EPDM. Ein hoher Ehtylengehalt (Massenanteil der Mischungskomponente 60 bis 70 %) hat hingegen ein schlechteres Kälteverhalten des Werkstoffs zur Folge. Interessanterweise gilt dies nicht für den Druckverformungsrest, der mit steigendem Ethylengehalt auch bei Kälte ansteigt.

Medienbeständigkeit von EPDM

EPDM ist in vielen Industriebereichen aufgrund seiner herausragenden Beständigkeit gegenüber Witterung und Ozon beliebt. In Kombination mit seiner sehr guten Beständigkeit gegenüber polaren Chemikalien wie Wasser, Abwasser, Laugen, Alkohol und Glykolen ergeben sich so vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Säuren und diverse organische wie anorganische Basen stellen für EPDM ebenfalls kein Problem dar. 

Auch herrscht eine sehr gute Resistenz gegen Heißwasser und Wasserdampf bis 130° C. Bei entsprechendem Mischungsaufbau kann diese sogar bis 150° C gesteigert werden.

Darüber hinaus besitzt EPDM durch seinen sehr hohen elektrischen Widerstand sehr gute Isoliereigenschaften.

Schwächen zeigt der Werkstoff EPDM jedoch bei Kontakt mit Mineralölen, Kraftstoffen, Treibstoffen und Fetten. Hier ist EPDM nahezu unbrauchbar. Probleme gibt es auch bei aliphatischen, chlorierten und aromatischen Kohlenwasserstoffen.

Ein weiterer Nachteil von EPDM ist, dass es äußert schwierig ist, für Mischungen flammbeständig zu erreichen.

Anwendungsgebiete von EPDM

Aufgrund seiner vielschichtigen Eigenschaften wird EPDM in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt.

Ein großer Abnehmer von Produkten aus EPDM ist die Automobilindustrie. Typische Produkte aus EPDM sind beispielsweise zum einen Kühlwasserschläuche, Heizungsschläuche, Lüftungsschläuche oder Bremsschläuche. Auch Profildichtungen für Türen, Fenster oder Kofferräume der Fahrzeuge werden aus EPDM hergestellt. Gleiches gilt für Kabeldurchführungen oder Bremsdichtungen. Und auch ein Produkt, mit dem man als Autofahrer häufiger in Berührung kommt,  ist aus EPDM: Scheibenwischerblätter.

Im Bausektor wird EPDM in Form von Fensterdichtungen, Fassadendichtungen oder Rohrdichtungen eingesetzt. Dachfolien und Bodenbeläge für Spiel- oder Sportflächen zählen ebenfalls zu den Anwendungen.

Formteile aus entsprechend zertifiziertem und getestetem EPDM finden sich auch häufig im Trinkwasser- und Abwasserbereich, wo sie zumeist als Dichtungen eingesetzt werden.

In der Elektroindustrie findet sich EPDM in Kabelummantelungen, Muffen, Drahtisolierungen oder Flanschdichtungen.

Auch in dynamischen Anwendungen kommen die Eigenschaften von EPDM zum Tragen. So werden im Pneumatik- und Pumpenbereich Membranen aus EPDM gefertigt, die enorm beansprucht werden und für die Funktionalität von zentraler Bedeutung sind. Profildichtungen und O-Ringe sind hier aufgrund des guten Druckverformungsrests und der besonderen Beständigkeit ebenfalls oft aus EPDM.

Übersicht über die Eigenschaften von EPDM

Abschließend soll noch eine zusammenfassende Übersicht über die Eigenschaften von EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) gegeben werden.

Es ist zu beachten, dass es sich hierbei lediglich um eine generelle Orientierungshilfe handelt und die Darstellung nicht für endgültige Entscheidungen herangezogen werden sollte. Durch gezielten Rezepturaufbau können die einzelnen Eigenschaften von Mischungen positiv wie negativ beeinflusst werden und so von der Darstellung abweichen.

Die Bewertung reicht dabei von ☆☆☆☆☆ (unzureichend) bis ★★★★★ (sehr gut).

 Mechanische Eigenschaften:  
 Härtebereich: 25 Shore A bis 95 Shore A
 Reißfestigkeit (Zugfestigkeit): ★★★☆☆
 Reißdehnung (Bruchdehnung):               ★★★☆☆
 Weiterreißwiderstand: ★★★☆☆
 Druckverformungsrest bei Hitze: ★★★★☆
 Druckverformungsrest bei Kälte: ★★★★☆
 Rückprallelastizität: ★★★★☆
 Abriebwiderstand: ★★★☆☆
 Thermische Eigenschaften:  
 Kälteflexibilität:               ★★★☆☆
 Hitzebeständigkeit: ★★★☆☆
 (Chemische) Beständigkeit:  
 Benzin: ☆☆☆☆☆
 Mineralöl (bei 100° C):  ★☆☆☆☆
 Säuren:                ★★★★★
 Laugen:               ★★★★★
 Wasser (bei 100° C): ★★★★★
 Witterung und Ozon:    ★★★★★
 UV/Licht:            ★★★★☆

Sollten Sie weitere detaillierte Informationen zu den Eigenschaften und der chemischen Beständigkeit benötigen oder Fragen hinsichtlich einer bestimmten Anwendung haben, nehme Sie gerne jederzeit Kontakt zu uns auf.  

Wenn Sie noch Fragen zu diesem Blogpost haben oder möchten, dass demnächst ein bestimmtes Themengebiet rund um Elastomere behandelt wird, melden Sie sich gerne bei uns per E-Mail unter info@hepako.de