概要
EPDM（エチレン・プロピレン・ジエンモノマー）ゴムは、その優れたオゾン耐性、耐熱性、耐候性により、自動車用シール、ウェザーストリップ、ホース、ベルト、屋根用防水シート、電線被覆などに広く使用されています。 ジエン系ゴム（NR、SBR）とは異なり、EPDMは硫黄系および過酸化物系の両方で加硫が可能ですが、過酸化物系加硫の方が、耐熱老化性および圧縮永久歪み特性に優れています。
世界の EPDM 市場は年間 140 万トンを超え、その総消費量の約 40% を過酸化物加硫 EPDM が占めています。これは特に、高温下での長寿命が求められる自動車および産業用途において顕著です。
化学的メカニズム
EPDMの過酸化物架橋には、以下の3つの主要なステップがあります。
- 分解：ジクミル過酸化物（DCP）は150～180°Cで熱分解し、クミロキシラジカルを生成する。このラジカルはβ-開裂を起こしてメチルラジカルを形成する
- 水素抜去：メチルラジカルはポリマー主鎖から水素原子を抜き取り、ポリマーマクロラジカルを生成する
- 架橋形成：2つのマクロラジカルが結合して炭素-炭素架橋（C-C結合）を形成する。これは、硫黄架橋（C-SまたはS-S結合）よりも熱的に安定している
EPDMに含まれるジエン成分（通常はENB（5-エチリデン-2-ノルボルネン）またはDCPD（ジシクロペンタジエン））は、引き抜きやすいアリル性水素を提供し、架橋を促進します。 ENB-EPDMは、DCPD-EPDMよりも過酸化物による架橋が容易です。
推奨製品
| 製品 | 化学名 | CAS 番号 | 活性酸素（O）含有率（%） | 最適な用途 |
|---|---|---|---|---|
| ペロドックス DCP | ジクミル過酸化物 | 80-43-3 | 5.92 | 標準的なEPDM加硫、汎用 |
| ペロドックス 14S | シリカ担持DCP（40%） | 80-43-3 | 2.37 | 無塵処理、分散性の向上 |
| ペロドックス BIPB | ビス（tert-ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン | 2212-81-9 | 9.45 | 低臭気EPDM、自動車内装材 |
| ペロドックス 101 | 2,5-ジメチル-2,5-ジ（tert-ブチルペルオキシ）ヘキサン78-63-9 | 78-63-7 | 11.02 | 高温用 EPDM、過酸化物ブレンド |
| ペロドックス 14-40B | ポリマー結合担体上の DCP 40% | 80-43-3 | 2.37 | EPDMスポンジ／フォーム、制御されたガス放出 |
比較：EPDMの過酸化物加硫と硫黄加硫
| 特性 | 過酸化物（DCP） | 硫黄系 |
|---|---|---|
| 架橋結合の種類 | C-C（熱的に安定） | C-S、S-S（安定性が低い） |
| 最高使用温度 | 150～175°C | 120～150°C |
| 圧縮永久ひずみ（70時間／150°C） | 15～25% | 35～50% |
| 熱老化（168時間／150°C） | 極めて良好 | 良好 |
| 引裂強度 | 中程度 | 良好 |
| 引張強度 | 中程度 | 高い |
| 色安定性 | 極めて良好（白／淡色） | 低い（硫黄の白化） |
| 臭気 | DCP：顕著；BIPB：ごくわずか | 硫黄臭 |
| コスト | 高い | 低い |
事例研究：自動車用ウェザーストリップの性能向上
ある自動車用シーリングシステムサプライヤーは、125°Cで500時間経過後にEPDMウェザーストリップで早期の圧縮永久歪みによる破損が発生し、OEM仕様（1000時間/125°C後の圧縮永久歪みが40%未満であることを要求するVW TL 52345）を満たせていませんでした。 既存の硫黄加硫 EPDM コンパウンドでは、この熱要件を満たすことができませんでした。
解決策：Do Sender Chem は、TMPTA（トリメチロールプロパントリアクリレート）を 3 phr の共剤として配合した、Perodox BIPB（低臭気）過酸化物システムへの切り替えを推奨しました。 配合は、EPDM（70:30 ENB/DCPD）、BIPB 5 phr、TMPTA 3 phr、N550 カーボンブラック 80 phr、パラフィン油 70 phr でした。
結果：
- 1000時間/125°C後の圧縮永久ひずみ：22%（硫黄系では48%）
- 熱老化後の保持率：引張強度の95％（従来は75％）
- VW TL 52345規格に合格
- 車内試験において過酸化物の臭気は検出されなかった
共剤選定ガイド
過酸化物と併用することで、共剤は架橋密度と物性を劇的に向上させます：TMPTA（トリメチロールプロパントリアクリレート） — 総合的に最も優れており、硬度と弾性率を向上させます； TAC（トリアリルシアヌレート） — 高温用途に最適；ZDA（ジアクリレート亜鉛） — 金属への密着性と引裂強さを向上；m-フェニレンビスマレイミド — 架橋密度が最も高いが、伸びを低下させる可能性がある。 最適な共剤の添加量は通常1～5 phrです。当社の技術チームが、お客様の特定のEPDMグレードおよび用途に最適な過酸化物／共剤の組み合わせをご提案いたします。