关键词：EPDM、汽车、密封条
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EPDM（三元乙丙橡胶）作为一种弹性好、耐磨、耐热、耐气候、耐臭氧、耐淡水和海水性能非常好的橡胶，在汽车用橡胶制品中得到了广泛的应用，如用于门窗密封条、液压制动软管和密封圈、空调通风管道、发动机冷却系统和空调制冷系统中的密封件、输送冷却液的软管等。EPDM橡胶属于非极性、饱和结构。
所谓“非极性”，即组成高聚物的分子内部不含有极性基团。所谓“饱和”，即组成高聚物的分子内部不含有双键。 一般来讲， 橡胶和热塑性弹性体可分为“极性”与“非极性”，以及“饱和”与“非饱和”几种结构。分子本身含有极性基团的材料一般为“极性”材料。“极性”结构决定了高聚物抗溶剂能力，一般遵循相似相溶原则，即极性溶剂溶解或溶胀极性高聚物，反之亦然。“饱和”结构与高聚物的耐大气老化（氧化）能力有关。若高聚物分子中含有双键，因双键易被氧化，所以该高聚物不稳定，易降解。
所以作为“非极性”的EPDM，耐极性介质，如热水及蒸汽、洗涤剂、有机和无机酸、极性溶剂（如乙醇、丙酮、酯等）、乙二醇基刹车油等。而不耐非极性介质，如矿物油、汽油、动植物油脂、硅油等，而被广泛用于乙二醇基刹车油（SL-DOT4）系统、含有防冻液的发动机冷却系统；作为“饱和”的EPDM，具有极好的耐臭氧性和耐天候性，广泛用于制作与空气、水等接触的密封条和管道。EPDM 在汽车上使用温度一般为-40 ℃至 120℃。下面具体介绍三元乙丙橡胶制品在汽车上的使用情况、其相应的材质性能要求以及常见的失效情况分析。
01
在汽车密封条制品中的应用
绝大部分汽车密封条是利用挤出设备生产的断面一致、长度无限长的制品（使用时，根据需要长度截取），有少部分是利用硫化模具生产的不规则制品。挤出类产品的加工工艺为：配料 → 橡胶混炼→多种材料(可能包括：硬胶、软胶、海绵胶、彩胶、金属骨架、加强线等)复合挤出 →加热硫化(可能为：热空气硫化、硫化罐硫化、微波硫化、玻璃微珠沸腾床硫化、盐浴硫化等)→ 后加工(裁断、硫化接头、静电植绒、表面泛涂、粘接等)。它被广泛应用于汽车前后风挡、车门、车窗、发动机舱、后备箱等部位，用来填补车身部件之间的间隙，具有减震、防水、防尘、隔音、装饰、保护司乘人员等功能。
此类产品接触的主要是阳光、水、臭氧，使用温度在-40℃～100℃ ，短期耐热温度可达125℃。用于橡胶密封条的EPDM材料一般硬度（邵氏A）在40～90之间选择；其拉伸强度应在7MPa以上；拉断伸长率一般在150%～500%；压缩变形（85℃，22h）应小于45%；耐撕裂强度应大于5N/m；耐臭氧老化（50pphm,拉伸20%，72h）应无裂纹；氙灯老化（采用氙灯1200设备，相对湿度80%～95%，黑板温度55℃～60℃，1000h）其拉伸强度和伸长率的下降不能超过15%；其玻璃化转变温度（TR）最大为-50 ℃；热老化试验（100℃，70h），其硬度变化应为 ±5，拉伸强度变化应为 ±15%，伸长率的下降不能超过30%。一般情况下，采用EPDM材料生产的汽车密封条使用寿命可达十几年。
但在实际生产和应用中，也遇到过门窗密封条在装车一年后表面开裂、失去密封性能、表面泛霜等失效现象。对表面开裂的产品进行检测，其耐臭氧试验20小时后即产生裂纹，达不到标准要求。后经查这批不合格产品，系配方错误（三元乙丙橡胶含量较少）所致；对橡胶密封条表面泛霜（bloom）原因分析：
（1）配方设计不当。配料中的硫黄、促进剂、活性剂、防老剂等，因饱和泛出；无机碳酸钙填料应力泛出。
（2）混炼工艺操作不当，时间过短，造成填料分散不均匀,局部超过饱和度。通过修改配方、增加混炼时间，最终使泛霜问题得以解决。
02
EPDM在液压制动用软管和圆密封圈中的应用
利用EPDM耐制动液（DOT3、DOT4、DOT5（硅油基））的特性，用于液压制动软管内胶层和制动泵中的密封圈的制作。此类产品接触的主要介质是制动液，使用温度在-40 ℃～120℃之间，短期耐热温度可达135℃。此类零件采用的EPDM，硬度（邵氏A）为80；其拉伸强度应在10.5MPa以上；断裂伸长率一般在175%以上；在伸长率50%下的定伸应力为2.5～4MPa；在伸长率100%下的定伸应力为8MPa以上；压缩变形（100℃，22h）应小于40%；其玻璃化转变温度（TR）最大为-50 ℃；耐臭氧老化（50pphm,拉伸20%，72h）应无裂纹；制动液试验（将试样放于制动液中，150℃，70h）其硬度变化应为5，拉伸强度变化应为 ±20%，伸长率变化应为-15% ～20%，体积改变应在 ±5%；热化试验（125℃，70h），其硬度变化应为 ±5，拉伸强度变化应为±15%，伸长率的下降不能超过15%。
在离合器泵装车时，曾经发生过一起质量问题：离合器泵在装车后不久，即产生制动液（DOT3）渗漏，离合器操作失效现象，对离合器泵拆解，发现橡胶皮碗严重溶胀、变形。为了分析失效原因，到装车现场检查。所使用的制动液符合标准要求，而使用的离合器泵以前未出现过问题。检查装油现场，所使用的油提子有混用现象，即油提子可以装制动液，也可以装液压油。这就是症结所在。因为，制动液（DOT3，俗称刹车油），属醇和醚型，而液压油属矿物油型和合成烃型，两种液体性质不同，前者对离合器泵中的EPDM橡胶皮碗无溶胀作用，而后者对EPDM橡胶皮碗有严重的溶胀作用。
03
EPDM在暖气、通风和空调管中的应用
橡胶管一般分三层构成，即内层、中间加强层（化纤织物或钢丝）及外层。三层所用材料应根据实际要求进行选择。内层胶应耐所送介质的腐蚀，外层胶应具有机械强度，且适应外部所接触的环境。因此，内、外胶常常不是一种橡胶。化纤织物主要用作低压管，而金属编织物用于高压和超高压管。
EPDM已广泛用于暖气和通风管的内外胶层、空调软管的外胶层，这是因为该材料具有很好的耐空气、水、臭氧、阳光老化性和低温柔软性。此类零件采用的EPDM，硬度（邵氏A）为70；其拉伸强度应在10.5MPa以上；断裂伸长率一般在300%以上；压缩残余变形（100℃，22h）应小于40%；其玻璃化转变温度（TR）最大为-45 ℃；耐臭氧老化（50pphm,拉伸20%，72h）应无裂纹；IRM902号油试验（将试样放于IRM902号油中 ，100℃，70h）其硬度降低最大为15，拉伸强度降低最大为30%，撕裂强度降低最大为30%，体积改变应在80%之内；热老化试验（125℃，70h），其硬度变化应为 ±5，拉伸强度变化应为 ±15%，伸长率的下降不能超过40%。
04
EPDM在拉带中的应用
此类零件，主要用于轮罩之间的联接、电瓶箱盖的紧固等，它能承受较高的动态和机械负荷 ，在使用过程中始终处于张紧状态。此类产品接触的主要是阳光、水、 臭氧，使用温度在-40 ℃～85℃，短期耐热温度可达100℃。用于制作此类零件的EPDM材料， 硬度（邵氏A）一般为60～80；其拉伸强度应在14MPa以上；断裂伸长率一般在200%～400%；撕裂强度应大于7N/m；压缩残余变形（85℃，22h）应小于45%；压缩残余变形（-20 ℃ ，22h）应小于45%；耐臭氧老化（50pphm,拉伸20%，72h）应无裂纹；氙灯老化（采用氙灯1200设备，相对湿度80%～95%，黑板温55℃～60℃，1000h）其拉伸强度和伸长率的下降不能超过15%；其玻璃化转变温度（TR）最大为-50 ℃；热老化试验（100℃，70h），其硬度变化应为 ±75，拉伸强度变化应为 ±15%，伸长率的下降不能超过40%。
蓄电池盖拉带断裂、护轮罩拉带表面裂纹是在装车半年后产生的现象。经对失效产品进行拉伸强度、撕裂强度、臭氧老化试验，实际达到的结果分别为拉伸强度8.5MPa、撕裂强度5N/m、臭氧老化42小时出现裂纹，皆达不到标准要求。个别拉带生产厂家对橡胶配方的重要性理解不够，认为只要是三元乙丙橡胶制成的橡胶拉带就可以，其实因配方不同，其产品性能可能相差甚远。
05
EPDM在发动机冷却系统和空调制冷系统密封件中的应用
EPDM用于制作发动机冷却系统中的密封圈。此类产品接触的介质是防冻液、阳光、水、臭氧，使用温度在-40 ℃～125℃，短期耐热温度可达135℃。此类零件采用的EPDM，硬度（邵氏A）为60～80（制冷系统中应用的圆密封圈为75）；其拉伸强度应在10.5MPa以上；断裂伸长率一般在175%以上；在伸长率50%下的定伸应力为1～2MPa；在伸长率100%下的定伸应力为2～5MPa以上；压缩变形（150℃，22h）应小于20%；其玻璃化转变温度（TR）最大为-50℃；耐臭氧老化（50pphm,拉伸20%，72h）应无裂纹；对于发动机冷却系统中应用的密封件应进行冷却液试验（将试样放于防冻液中，150℃，166h，试验压力约0.4MPa），其硬度变化应为 ±5，拉伸强度变化应为 ±20%，断裂伸长率变化应为-15% ～20%，体积改变应在 ±5%；对于空调系统中应用的密封件，应进行制冷剂试验（将试样放于PAG、ND8制冷剂中，100℃，70h）其硬度变化最多为 ±5，拉伸强度变化最多为 ±20%，断裂伸长率变化最多为-15%～20%，体积改变应在±5%之内；热老化试验（150℃，70h），其硬度变化应为 ±5，拉伸强度下降应小于10%，伸长率的下降不能超过10%。
06
EPDM在输送冷却液软管中的应用
EPDM用于制作发动机用水管，其内、外胶层均采用EPDM材料制造。此类产品接触的介质是防冻液、阳光、水、臭氧，使用温度在-40 ℃～125℃，短期耐热温度可达150℃。此类零件采用的EPDM，硬度（邵氏A）为65；其拉伸强度应在10.5MPa以上；断裂伸长率在300%以上；在伸长率50%下的定伸应力为1～2MPa；伸长率100%下的定伸应力为2～4.5MPa以上；压缩残余变形（100℃，22h）应小于20%；其玻璃化转变温度（TR）最大为-50 ℃；耐臭氧老化（50pphm,拉伸20%，72h）应无裂纹；冷却液试验（将试样放于防冻液中，150℃ ，166h，试验压力约0.4MPa），其硬度变化应为 ±5，拉伸强度变化应为 ±20%，断裂伸长率变化应为-15%～20%，体积改变应在 ±5%；热老化试验（150℃，70h），其硬度变化应为 ±5，拉伸强度下降应小于10%，伸长率的下降不能超过10%。
UTPE第五届全球弹性体峰会暨全球弹性体供应链创新大会
在大变局中协同打造高质量的弹性体供应链高效对接客户、对接技术、对接市场（南京·香格里拉大酒店）
本届峰会日程安排
峰会日程安排2019年11月13日全天全天国内议题演讲2019年11月14日上午全程同声翻译2019年11月14日下午技术分会场供需对接分会场
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