تفاوت لاستیک SBR و EPDM چیست؟

لاستیک ها به دلیل خواص متنوعی که دارند، در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، راهسازی، صنایع الکترونیکی و … استفاده می‌شوند. در این میان، لاستیک‌هایی همچون SBR و EPDM به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارند، جایگاه ویژه‌ای در صنعت دارند. SBR یکی از پلیمرهای پرکاربرد در صنایع مختلف است که به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت، خوردگی و پوسیدگی، انعطاف‌پذیری مناسب و همچنین هزینه تولید نسبتاً کم، برای تولید لاستیک‌های مختلف استفاده می‌شود. در مقابل، EPDM که یک لاستیک صنعتی متشکل از اتیلن، پروپیلن و دی‌آمین می‌باشد، به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر شرایط آب و هوایی و خوردگی، مقاومت در برابر UV، مقاومت در برابر اکسیداسیون و همچنین انعطاف پذیری مناسب، در صنایعی مانند سیستم‌های پایداری آب، لوله‌های فشارقوی آب و گاز و … کاربرد دارد. در این مقاله، به مقایسه و بررسی ویژگی‌های لاستیک‌های SBR و EPDM پرداخته خواهد شد.

تعریف و معرفی کلی لاستیک SBR و EPDM

لاستیک SBR (Styrene-Butadiene Rubber) و EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) دو نوع از لاستیک های صنعتی پرکاربرد هستند که در صنایع مختلف به کار می‌روند. هر دو نوع لاستیک دارای خصوصیات و کاربردهای خاص خود هستند.

لاستیک SBR یک پلیمر ساختاری متشکل از بوتادین و استایرن است که به کمک پلیمریزاسیون امولسیونی تولید می‌شود. این نوع لاستیک به دلیل خواص مکانیکی، سایشی، و قابلیت پردازش در دماهای پایین، در صنایع مختلف از جمله صنایع خودروسازی، راهسازی و لوازم خانگی استفاده می‌شود.

لاستیک EPDM نوعی لاستیک ساختاری است که از عامل پلیمریزاسیون پروپیلن، اتیلن و دی‌آیین منومر (EPDM) تولید می‌شود. خواص آب بندی، پایداری در برابر اشعه UV و عوامل شیمیایی، مقاومت در برابر گرما و سرما و ایجاد مقاومت بالا در برابر برش و پارگی از جمله خواص مهم این نوع لاستیک می‌باشد. بنابراین، در صنایع مختلف از جمله صنایع خودروسازی، صنایع ساختمانی، الکترونیک، و تولید لوازم آشپزخانه استفاده می‌شود.

تفاوت‌های ساختاری شیمیایی

لاستیک SBR یک کوپلیمر استیرن- بوتادین با درصدی از استایرن و بوتادین در حدود 23.5 و 76.5 درصد به ترتیب است. در حالی که EPDM یک کوپلیمر اتیلن، پروپیلن و دی‌آمین هگزادیان است که دارای ساختاری نسبتاً ساده با اتصالات چند جمله‌ای با بلندای متوسط است.

ساختار شیمیایی این دو لاستیک باعث تفاوت در ویژگی‌های آنها می‌شود. لاستیک SBR دارای حلقه‌های بزرگ استایرن و بوتادیان با وزن مولکولی بالاتر است، در حالی که ساختار شیمیایی EPDM شامل حلقه‌های کوچک و بدون اتصال بین آنهاست. همچنین، نسبت متیل به اتیلن در ساختار EPDM بالاتر است که باعث می‌شود این لاستیک دارای پایداری شیمیایی و مقاومت بهتر در برابر حرارت و اشعه UV باشد.

مقایسه خواص مکانیکی و فیزیکی

لاستیک‌های SBR و EPDM دارای خواص مکانیکی و فیزیکی متفاوتی هستند. لاستیک SBR، به دلیل محتوای بالای استایرن در ساختار آن، از قابلیت پردازش، سختی و مقاومت بالا برای روغن و حرارت برخوردار است. از طرفی، لاستیک EPDM به دلیل حضور گروه‌های جانبی الکترون‌دونور در ساختار آن، از انعطاف‌پذیری و مقاومت بالا در برابر خوردگی، پیری و شعله‌سوزی برخوردار است.

از دیدگاه خواص فیزیکی، لاستیک SBR با استفاده از پلی‌بوتادیان در ساختار آن، دارای پایداری بالای شیمیایی و مقاومت در برابر اکسیداسیون، خوردگی و شکستگی است. در مقابل، لاستیک EPDM با وجود حضور گروه‌های جانبی الکترون‌دونور، دارای مقاومت بالایی در برابر شعله‌سوزی، تغییرات دمایی و تأثیرات زیست محیطی است.

به طور کلی، لاستیک SBR برای کاربردهایی مانند صنعت خودروسازی، لوله‌کشی و تولید لاستیک‌های صنعتی مناسب است، در حالی که لاستیک EPDM بیشتر برای کاربردهایی مانند تولید آبگرمکن‌ها، روکش‌های بام، پوشش‌های مخازن و لوله‌کشی آب استفاده می‌شود.

خواص پایداری شیمیایی و مقاومت در برابر حرارت و روغن

لاستیک SBR و EPDM در مقابل مواد شیمیایی‌، حرارت، و روغن‌ها، خواص متفاوتی دارند. خواص پایداری شیمیایی SBR به دلیل دارا بودن گروه‌های کربوکسیلی کمی ضعیف‌تر از EPDM است و در مقابل آب و عوامل اکسیده‌کننده کمی حساس تر می‌باشد. از طرفی، EPDM به دلیل داشتن بند پلیمری -CH2-CH2- در ساختارش، دارای خواص پایداری شیمیایی بسیار بالاتری است و در برابر آب، عوامل اکسیده‌کننده، اسیدها و بازها، مقاومت بسیار بالایی دارد.

در مورد مقاومت در برابر حرارت، EPDM به دلیل داشتن بند پلیمری -CH2-CH2- دارای نقطه ذوب بالایی می‌باشد و در دماهای بالاتر نیز از این خواص خود حفاظت می‌کند. از طرفی، SBR به دلیل دارا بودن گروه‌های بوتادیان به مقاومت در برابر حرارت و روغن‌ها معروف است. با این حال، در مقایسه با EPDM، SBR به مقاومت کمتری در برابر حرارت و روغن‌ها دست می‌یابد.

به طور کلی، اگر نیاز به خواص پایداری شیمیایی بالا و مقاومت در برابر حرارت و روغن‌ها باشد، EPDM بهترین انتخاب است. اما اگر نیاز به مقاومت در برابر روغن‌ها و خواص مکانیکی بالا باشد، SBR مناسب‌تر است.

کاربردهای مختلف

لاستیک SBR و EPDM از طریق فرآیندهای شیمیایی متفاوت تولید می‌شوند و به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی که دارند، کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف دارند.

لاستیک SBR به دلیل خواص مکانیکی بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون و حرارت، چسبندگی بالا به فلزات و مقاومت در برابر روغن‌ها و سوخت‌های مختلف، در صنایع خودروسازی، لاستیک سازی، ساخت وسایل خانگی، لوازم الکترونیکی، اسپرت و آب‌وهواشناسی و همچنین در تولید پوشاک و کفش‌های ایمنی استفاده می‌شود.

از سوی دیگر، لاستیک EPDM به دلیل مقاومت بالا در برابر تغییرات دما، آب و حریق، مقاومت در برابر پوسیدگی، اشعه UV و مواد شیمیایی، در صنایع برق، خودروسازی، ساختمانی، تاسیسات آب و فاضلاب، کفپوش‌های مقاوم در برابر آب، کفپوش‌های محیطی، سیستم‌های خنک کننده، صنایع دریایی و هواپیمایی و سیستم‌های مخابراتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

با توجه به ویژگی‌های مختلف این دو نوع لاستیک، کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف دارند و انتخاب نوع مناسب بسته به نیاز و محیط کاربرد، بسیار مهم است.

روش‌های تولید و فرآیندهای شیمیایی تولید لاستیک SBR و EPDM

لاستیک SBR به صورت پلیمری کوپلیمری از استیرن و بوتادین تولید می‌شود و فرآیند تولید آن از روش پلیمریزاسیون امولسیونی (Emulsion Polymerization) استفاده می‌کند. در این روش، آب به عنوان حلال اصلی و امولسیفایر برای پلیمریزاسیون استفاده می‌شود. در مرحله اول، استیرن و بوتادین به همراه امولسیفایر و کاتالیزور در آب مخلوط می‌شوند و با اعمال حرارت و فشار، پلیمریزاسیون رخ می‌دهد. سپس لاستیک به صورت امولسیون در آب تولید می‌شود و با استفاده از فرایند کوچک‌نمایی، از آب جدا شده و خشک می‌شود.

از طرفی، لاستیک EPDM از ترکیبی از اتیلن، پروپیلن و دی‌متیل اتیلن ترکیب شده است و فرایند تولید آن شامل پلیمریزاسیون در فاز گازی (Gas Phase Polymerization) است. در این روش، ترکیبی از گاز اتیلن، پروپیلن و دی‌متیل اتیلن به عنوان مونومرها در حضور کاتالیزورهای خاص به پلیمریزاسیون می‌پردازند. این فرایند در فشار بالا و در دمای بالایی انجام می‌شود و باعث تولید لاستیک EPDM با خواص خاص و فرم‌پذیری بالایی می‌شود.

با توجه به فرآیندهای متفاوت تولید، لاستیک SBR و EPDM با خواص متفاوتی تولید می‌شوند.

قیمت و دسترسی در بازار

هزینه لاستیک‌ها در بازار متفاوت است و تابعی از مواد اولیه، تکنولوژی تولید، کیفیت و تقاضا است. به طور کلی، لاستیک EPDM به دلیل خواص خوبش در مقابل حرارت و زیاد بودن پایداری در برابر اشعه UV، هزینه بیشتری نسبت به لاستیک SBR دارد. همچنین، میزان تقاضا و تولید لاستیک SBR در سطح جهان بیشتر از EPDM است و در نتیجه قیمت آن نسبتاً کمتر است.

دسترسی به این دو نوع لاستیک نیز متفاوت است. برای مثال، لاستیک SBR بیشتر در صنایع خودروسازی، صنایع لاستیکی، کفپوش و صنایع ساختمانی استفاده می شود و بنابراین در بازار عمومی راحت‌تر دسترسی پیدا می کند. اما لاستیک EPDM بیشتر در صنایعی مانند بام‌کشی، مهر و موم، صنایع الکترونیکی و صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرد و به دلیل محدودیت در مواد اولیه و تکنولوژی تولید، هزینه بیشتری دارد و در بازار عمومی دسترسی آن ممکن است کمتر باشد.

بررسی مزایا و معایب استفاده از لاستیک SBR و EPDM در محصولات مختلف

هر دو در صنایع مختلفی کاربرد دارند و مزایا و معایب خاص خود را دارند:

مزایای لاستیک SBR:

• مقاومت بالا در برابر سایش و پارگی
• مقاومت بالا در برابر زیست خوردگی و هوای خارجی
• قیمت نسبتاً پایین و در دسترس بودن آن در بازار
• قابلیت بازیافت و استفاده مجدد در برخی محصولات
• ارائه انعطاف پذیری و چسبندگی مناسب برای بسیاری از کاربردها

معایب لاستیک SBR:

• مقاومت کمتر در برابر حرارت و اشعه UV در مقایسه با برخی نوع لاستیک های دیگر
• حساسیت به روغن و مواد شیمیایی خاص، که می‌تواند باعث تغییر رنگ و مشکلات دیگر در محصولات باشد
• محدودیت در کاربردهای خاص نظیر محصولات با تماس با مواد غذایی

مزایای لاستیک EPDM:

• مقاومت بالا در برابر حرارت، اشعه UV و زیست خوردگی
• مقاومت بالا در برابر مواد شیمیایی، روغن و حلال ها
• پایداری حرارتی بالا و دوام زیاد
• استحکام بالا در برابر پارگی و سایش
• عدم حساسیت به مواد غذایی و برخی مواد شیمیایی

معایب لاستیک EPDM:

• قیمت نسبتاً بالا و در دسترس نبودن در بازارهای خاص
• شکل‌پذیری و انعطاف پذیری کمتر در مقایسه با برخی نوع لاستیک های دیگر
• کاربردهای محدود در برخی صنایع خاص به دلیل ویژگی‌های آن مانند جذب آب و پارگی برای برخی کاربردهای خاص.

ارزیابی تأثیر لاستیک SBR و EPDM بر محیط زیست و پایداری اکولوژیک

لاستیک‌ها به عنوان یکی از پرمصرف‌ترین مواد در صنعت، تأثیر قابل توجهی بر محیط زیست دارند. در این بخش، تأثیر لاستیک SBR و EPDM بر محیط زیست و پایداری اکولوژیک را بررسی می‌کنیم.

لاستیک SBR به دلیل قابلیت بازیافت بالا، مقاومت در برابر حرارت و سایش و همچنین ارزان بودن، برای استفاده در محصولات مختلفی مانند تایر، فرش، صنایع ساختمانی، لوله‌های آب و گاز و … استفاده می‌شود. با این حال، استفاده از لاستیک SBR به علت عدم تجزیه آن در طبیعت، تأثیرات زیست محیطی نامطلوبی دارد. برای مثال، دفن لاستیک‌های بازیافتی در زمین، می‌تواند باعث آلودگی آب و خاک شود و موجب آسیب به حیات جانی موجود در محیط زیست شود. همچنین، آتش سوزی لاستیک SBR می‌تواند باعث تولید گازهای سمی و ناخوشایندی مانند دی‌اکسیدکربن و بنزآنتراسیک بشود که به دلیل اثرات سوء آن‌ها بر روی سلامت انسان و محیط زیست، اهمیت بسیاری دارند.

منابع:

https://advanceflooring.co.nz/expert-advice/epdm-sbr-rubber

https://www.cobaeurope.com/buying-guides/industrial-rubber-and-rubber-sheets-including-properties

https://www.eng-tips.com/viewthread.cfm?qid=437111

https://www.rubcorp.com/type-of-rubber-used-in-rubber-surfacing/