EPDM O-rings acqua dolce, acqua calda, vapore a bassa pressione, refrigerante glicolico etilene/propilene, liquido per freni/tipo di liquido per freni a base di etilenglicole e ambienti esterni con invecchiamento da ozono; in genere non sono adatti per oli minerali, lubrificanti, olio idraulico, benzina, diesel e altri oli e carburanti derivati dal petrolio.

EPDM, ovvero gomma etilene-propilene-diene, è un elastomero ottenuto da etilene, propilene e una piccola quantità di un terzo monomero. Le fonti tecniche attribuiscono generalmente a EPDM i seguenti vantaggi tipici: resistenza all’ozono, resistenza agli agenti atmosferici, resistenza al freddo e resistenza al calore; inoltre, EPDM reticolato con perossidi presenta generalmente una migliore resistenza al calore e una minore deformazione permanente sotto compressione rispetto a EPDM reticolato con zolfo.

1. Perché l’EPDM è resistente all’acqua ma non agli oli?

La logica di selezione del materiale EPDM può essere riassunta in una frase ingegneristica: l’acqua non penetra, mentre l’olio fuoriesce direttamente.

L'acqua è un mezzo fortemente polare, mentre la catena principale dell'EPDM è una rete di gomma idrocarburica non polare — idrofoba — e l'acqua, l'acqua calda e i liquidi refrigeranti a base di etilenglicole presentano una bassa compatibilità con la rete dell'EPDM; pertanto, la variazione volumetrica dell'EPDM nei sistemi ad acqua è ridotta e le sue prestazioni di tenuta rimangono stabili. I manuali dei materiali elencano inoltre l'EPDM tra i materiali utilizzabili per acqua calda, vapore, fluidi freno di tipo etilenglicole, solventi polari, ozono ed esposizione agli agenti atmosferici.

Gli oli minerali, gli oli lubrificanti e i carburanti rappresentano invece il caso opposto. Si tratta principalmente di mezzi idrocarburici non polari o debolmente polari, simili al parametro di solubilità della catena principale dell'EPDM, e possono facilmente penetrare all'interno della gomma causandone il rigonfiamento, l'ammosciamento, la riduzione della resistenza a trazione e l'aumento del ritorno plastico sotto compressione. In un O-ring guarnizione, che si manifesta direttamente come perdita, estrusione o guasto. Pertanto l’EPDM non è "corroso" in senso stretto, ma viene disciolto e rigonfiato da mezzi a base di olio. I manuali sui materiali per anelli di tenuta (O-ring) indicano chiaramente che i mezzi incompatibili con l’EPDM sono oli, grassi e prodotti petroliferi, inclusi oli, grassi e oli minerali.

2. Condizioni operative più adatte per le guarnizioni O-ring in EPDM

3. Punti di forza principali per i clienti del settore dei sistemi idrici

Per i clienti del settore del trattamento dell’acqua, delle pompe/valvole, dei raccordi, dei contatori e degli impianti di filtrazione, il valore degli O-ring in EPDM risiede in:

In primo luogo, un’eccellente resistenza all’acqua. Nell’acqua fredda, nell’acqua calda, nell’acqua addolcita, nella salamoia, nelle soluzioni detergenti alcaline a bassa concentrazione e in altri mezzi a base acquosa, l’EPDM è generalmente più stabile del NBR. Il punto di forza del NBR è la resistenza agli oli, ma spesso non è la prima scelta negli ambienti caratterizzati da acqua calda, vapore e invecchiamento da ozono.

In secondo luogo, una resistenza superiore all’acqua calda e al vapore rispetto alla maggior parte delle gomme resistenti agli oli di uso generale. I sistemi di trattamento dell’acqua e di riscaldamento sono spesso soggetti a cicli termici, lavaggi, sterilizzazioni e condizioni intermittenti di pulizia con vapore. Per l’esposizione prolungata ad acqua calda o vapore, si raccomanda preferibilmente l’EPDM reticolato a perossido, poiché la sua resistenza al calore e il suo comportamento in termini di deformazione permanente sono più adatti a garantire una tenuta duratura.

In terzo luogo, è adatto per impieghi all’aperto e in ambienti con ozono presente nell’aria. Impianti idrici, stazioni di pompaggio, torri di raffreddamento, connessioni tubistiche sul tetto e componenti esterni delle valvole sono spesso esposti alla luce solare, alla pioggia, all’ozono e a cicli termici. La resistenza dell’EPDM agli agenti atmosferici, all’ozono e ai cicli termici può ridurre il rischio di guasti.

Nota: l’espressione «resistente all’ozono» si riferisce principalmente alla resistenza all’invecchiamento causato dall’ozono atmosferico e non implica che tutti gli EPDM siano in grado di resistere a immersioni prolungate in ozono ad alta concentrazione o in disinfettanti fortemente ossidanti; qualora il mezzo contenga ipoclorito di sodio ad alta concentrazione, biossido di cloro, perossidi o acqua ozonizzata, è necessaria una verifica specifica della compatibilità.

4. Clienti HVAC: l’EPDM è adatto per acqua calda, acqua refrigerata e soluzioni acquose di etilenglicole

Nei sistemi HVAC, le guarnizioni toroidali in EPDM sono indicate per le seguenti applicazioni: giunti tubieri, guarnizioni tra flange, tenute statiche sugli steli di pompe/valvole di circolazione, involucri di filtri, connettori degli impianti di raffreddamento, raccordi tubieri dei fan coil, collettori geotermici e sistemi di produzione di acqua calda mediante pompa di calore.

I fluidi più comuni nei sistemi HVAC includono acqua refrigerata, acqua calda, antigelo a base di etilenglicole/propilenglicole e condensa. L'EPDM si comporta generalmente bene con questa classe di fluidi a base d'acqua. Il suo vantaggio non consiste nel "resistere a tutti i prodotti chimici", ma piuttosto nel rappresentare una scelta molto adatta per ambienti caratterizzati da acqua, acqua calda, vapore, ozono e altri mezzi polari.

Due problemi richiedono particolare attenzione nella selezione di materiali per applicazioni HVAC: primo, la possibile contaminazione del sistema con olio minerale, olio per compressori, lubrificanti o agenti anticorrosivi oleosi; in tal caso, il rischio di degrado dell'EPDM aumenta sensibilmente. Secondo, la frequenza dei cicli di variazione di temperatura e pressione: nei sistemi ad acqua calda circolante, dove il problema della deformazione permanente (compression set) è rilevante, è preferibile scegliere una formulazione di EPDM a basso compression set, anziché basarsi esclusivamente sull'etichetta "EPDM".

5. Clienti automobilistici: l'EPDM è adatto al liquido refrigerante e al liquido per freni, ma non all'olio motore e ai carburanti

Nel settore automobilistico, i limiti di impiego dell'EPDM sono molto chiari.

Adatto: sistema di raffreddamento per autoveicoli.

Appartiene alla zona di vantaggio dell'EPDM, dove il fluido del sistema di raffreddamento è generalmente acqua e antigelo a base di glicole etilenico/propilenico. Le guarnizioni toroidali in EPDM possono essere utilizzate per le interfacce degli scambiatori di calore, le tenute delle pompe dell’acqua, le custodie del termostato, i raccordi rapidi per tubazioni del liquido di raffreddamento, il serbatoio di espansione, le tubazioni del liquido di raffreddamento per il ricircolo dei gas di scarico (EGR), ecc. Ciò che viene qui sottolineato è il liquido di raffreddamento, non l’olio motore.

Adatto: liquido freno di tipo glicole etilenico.

L’EPDM è adatto ai liquidi freno DOT 3, DOT 4, DOT 5.1 e ad altri liquidi freno a base di glicole etilenico o poliglicole. La composizione del liquido freno indica che i liquidi freno DOT 3/DOT 4 sono prevalentemente basati su etere glicolico o su sistemi poliglicolici, mentre il DOT 5 è un sistema a base di olio al silicone e il DOT 5.1 appartiene anch’esso al sistema glicolico; la scelta effettiva del materiale deve comunque rispettare le specifiche del costruttore del sistema frenante del veicolo.

Non adatto: olio motore, olio per cambio, carburante.

L'EPDM non è generalmente adatto per olio motore, olio per cambio, ATF, olio idraulico minerale, benzina, gasolio, vapori di carburante e condizioni simili. In questa classe di fluidi, l'EPDM si dissolve facilmente, causando un cedimento dimensionale dell'accoppiamento e una riduzione della pressione di tenuta. Per queste condizioni, si consiglia preferibilmente l'utilizzo di NBR, HNBR, FKM o altri materiali resistenti agli oli.

6. Clienti del settore alimentare: l'EPDM è adatto per alimenti e detergenti a base acquosa, ma non è naturalmente adatto per alimenti contenenti olio/grasso

Quando il settore alimentare e delle bevande utilizza l'EPDM, è necessario distinguere due aspetti: la compatibilità del materiale e la certificazione normativa.

Dal punto di vista della compatibilità del materiale, l'EPDM è adatto per acqua potabile, bevande, pulizia a vapore, risciacquo con acqua calda, alcuni detergenti alcalini e mezzi alimentari a base acquosa; le linee guida sui materiali per tenute alimentari elencano inoltre l'EPDM come materiale comunemente utilizzato per contatto con alimenti e acqua potabile, sottolineando la necessità di considerare il tipo di mezzo, la temperatura e il processo di pulizia.

Dal punto di vista della certificazione normativa, l'EPDM industriale generale non equivale all'EPDM per uso alimentare. Per le attrezzature destinate al settore alimentare si deve selezionare un composto dotato delle relative certificazioni, quali FDA 21 CFR 177.2600, EC 1935/2004, 3-A, NSF 51/61, e verificare colore, estrahibilità, tracciabilità e processo di pulizia.

Attenzione inoltre: l'EPDM non è adatto a contatto con materiali alimentari oleosi. Il materiale per guarnizioni EPDM FDA di Garlock specifica chiaramente che non è raccomandato per l’uso con alimenti grassi o burro, indicandone la proprietà come "sigillabilità elastica". Pertanto, in caso di contatto con oli alimentari, grassi del latte, prodotti lattiero-caseari o alimenti ad alto contenuto di grassi, non si deve semplicemente assumere la definizione di "EPDM per uso alimentare": occorre invece verificare la specifica categoria alimentare e l’ambito di applicazione della certificazione; potrebbero essere necessari invece NBR, FKM, silicone o PTFE.

7. Condizioni operative non idonee: informare chiaramente il cliente

I seguenti scenari non sono raccomandati per l’impiego di O-ring in EPDM:

Non adatto agli oli minerali: olio per motori, lubrificanti, olio per ingranaggi, olio idraulico minerale, olio per compressori.

Non adatto ai carburanti: benzina, gasolio, cherosene, carburante per aviazione, vapori di carburante.

Alimenti contenenti oli e grassi richiedono attenzione: oli commestibili, grassi lattiero-caseari, prodotti lattiero-caseari, alimenti ad alto contenuto di grassi, a meno che la specifica formulazione EPDM non abbia superato i corrispondenti test di estrazione e di conformità normativa.

Idrocarburi aromatici e clorurati non idonei: benzene, toluene, xilene, tricloroetilene, ecc.

Ossidanti forti ad alta concentrazione richiedono verifica: acqua clorata ad alta concentrazione, ipoclorito di sodio, biossido di cloro, perossidi o disinfettanti a base di ozono.

Sistemi misti olio-acqua richiedono attenzione: ad esempio, se l’acqua di circolazione viene mescolata a lungo termine con lubrificanti, olio idraulico o agenti anticorrosivi, l’EPDM potrebbe deteriorarsi a causa della contaminazione da olio.

8. Consigli per la selezione: come scegliere correttamente l’EPDM

Acqua, acqua calda, vapore, liquido refrigerante, liquido per freni: preferire l’EPDM.

Acqua calda o vapore a lungo termine: selezionare preferibilmente EPDM reticolato con perossidi.

Industrie alimentari e dell’acqua potabile: è necessario verificare la certificazione, non solo il nome del materiale.

In presenza di oli, non scegliere automaticamente l’EPDM. Non appena le condizioni prevedono la presenza di olio minerale, carburante, lubrificante o olio idraulico, passare immediatamente in considerazione NBR, HNBR, FKM o altri materiali resistenti agli oli. Il tipico guasto dell’EPDM non è una rottura improvvisa, bensì un rigonfiamento graduale, un ammorbidimento, un aumento del set di compressione e, infine, perdite o fuoriuscite d’acqua.

Conferma finale: verificare l’intera condizione operativa. Nome del mezzo, concentrazione, temperatura, pressione, tenuta dinamica/statica, agente di pulizia, disinfettante, contaminazione da olio, dimensione della scanalatura e percentuale di compressione influenzano tutti il risultato. I grafici di compatibilità chimica si basano generalmente su condizioni di prova ideali; la temperatura, la pressione, la formulazione e la progettazione della scanalatura nell'applicazione reale modificheranno in modo evidente le prestazioni.