Gambaran Umum
Karet EPDM (ethylene-propylene-diene monomer) banyak digunakan dalam segel otomotif, weatherstripping, selang, sabuk, membran atap, dan isolasi kabel karena ketahanannya yang sangat baik terhadap ozon, panas, dan pelapukan. Berbeda dengan karet diena (NR, SBR), EPDM dapat divulkanisasi baik dengan sistem belerang maupun peroksida, namun vulkanisasi peroksida memberikan sifat penuaan akibat panas dan kompresi yang lebih unggul.
Pasar EPDM global melebihi 1,4 juta ton per tahun, dengan EPDM yang divulkanisasi dengan peroksida menyumbang sekitar 40% dari total konsumsi, terutama dalam aplikasi otomotif dan industri yang membutuhkan masa pakai yang lama pada suhu tinggi.
Mekanisme Kimia
Ikatan silang peroksida pada EPDM melibatkan tiga langkah utama:
- Dekomposisi: Dicumyl peroxide (DCP) terurai secara termal pada suhu 150–180°C untuk menghasilkan radikal cumyloxy, yang mengalami pemutusan β untuk membentuk radikal metil
- Pengambilan Hidrogen: Radikal metil mengambil atom hidrogen dari tulang punggung polimer, sehingga menciptakan radikal makro polimer
- Pembentukan Ikatan Silang: Dua radikal makro bergabung untuk membentuk ikatan silang karbon-karbon (ikatan C-C), yang lebih stabil secara termal dibandingkan ikatan silang belerang (ikatan C-S atau S-S)
Komponen diena dalam EPDM (biasanya ENB — 5-etilidena-2-norbornena, atau DCPD — disiklopentadiena) menyediakan hidrogen alilik yang lebih mudah diabstraksi, sehingga memfasilitasi ikatan silang. ENB-EPDM lebih mudah diikat silang dengan peroksida dibandingkan DCPD-EPDM.
Rekomendasi Produk
| Produk | Nama Kimia | Nomor CAS | O Aktif % | Cocok Untuk |
|---|---|---|---|---|
| Perodox DCP | Dikumil peroksida | 80-43-3 | 5,92 | Pengawetan EPDM standar, serbaguna |
| Perodox 14S | DCP pada media silika (40%) | 80-43-3 | 2,37 | Penanganan bebas debu, dispersi yang lebih baik |
| Perodox BIPB | Bis(tert-butilperoksiisopropil)benzena | 2212-81-9 | 9,45 | EPDM berbau rendah, interior kendaraan |
| Perodox 101 | 2,5-Dimetil-2,5-di(tert-butilperoksi)heksana | 78-63-7 | 11,02 | EPDM suhu tinggi, campuran peroksida |
| Perodox 14-40B | DCP 40% pada pembawa terikat polimer | 80-43-3 | 2,37 | Busa EPDM, pelepasan gas terkendali |
Perbandingan: Vulkanisasi Peroksida vs. Belerang untuk EPDM
| Sifat | Peroksida (DCP) | Sistem Belerang |
|---|---|---|
| Jenis Ikatan Silang | C-C (stabil secara termal) | C-S, S-S (kurang stabil) |
| Suhu Operasi Maksimum | 150–175 °C | 120–150 °C |
| Kompresi Set (70 jam/150°C) | 15–25% | 35–50% |
| Penuaan Panas (168 jam/150°C) | Sangat baik | Baik |
| Kekuatan sobek | Sedang | Baik |
| Kekuatan Tarik | Sedang | Tinggi |
| Stabilitas Warna | Sangat baik (putih/terang) | Buruk (bintik belerang) |
| Bau | DCP: terasa; BIPB: minimal | Bau belerang |
| Biaya | Lebih tinggi | Lebih rendah |
Studi Kasus: Peningkatan Kinerja Weatherstrip Otomotif
Seorang pemasok sistem penyegelan otomotif mengalami kegagalan kompresi dini pada weatherstrip EPDM setelah 500 jam pada suhu 125°C, yang tidak memenuhi spesifikasi OEM (VW TL 52345 mensyaratkan <40% kompresi setelah 1000 jam pada 125°C). Komposisi EPDM yang diawetkan dengan belerang yang mereka gunakan saat ini tidak dapat memenuhi persyaratan termal tersebut.
Solusi: Do Sender Chem merekomendasikan untuk beralih ke sistem peroksida Perodox BIPB (berbau rendah) dengan ko-agen TMPTA (trimetilolpropana triakrilat) sebesar 3 phr. Formulasinya adalah: EPDM (70:30 ENB/DCPD), 5 phr BIPB, 3 phr TMPTA, 80 phr karbon hitam N550, 70 phr minyak parafinik.
Hasil:
- Kompresi set setelah 1000 jam/125°C: 22% (dari 48% dengan sistem sulfur)
- Retensi setelah penuaan panas: 95% kekuatan tarik (dari 75%)
- Lulus spesifikasi VW TL 52345
- Tidak terdeteksi bau peroksida dalam pengujian interior kendaraan
Panduan Pemilihan Ko-Agen
Koagen secara dramatis meningkatkan kepadatan ikatan silang dan sifat fisik saat digunakan bersama peroksida: TMPTA (trimetilolpropana triacrilat) — terbaik secara keseluruhan, meningkatkan kekerasan dan modulus; TAC (triallyl cyanurate) — sangat baik untuk aplikasi suhu tinggi; ZDA (zinc diacrylate) — meningkatkan adhesi logam dan kekuatan sobek; m-phenylene bismaleimide — memiliki kepadatan ikatan silang tertinggi tetapi dapat mengurangi perpanjangan. Kandungan koagen yang optimal biasanya berkisar antara 1–5 phr. Tim teknis kami dapat merekomendasikan kombinasi peroksida/koagen yang ideal untuk jenis EPDM dan aplikasi spesifik Anda.