Резиновые мембраны в гидроакумуляторах насосных систем стареют, разрушаются и экстрагируют фталаты в воду.  

Допустимая деформация и нормальные условия эксплуатации, не предполагающие ускоренное старение.

Мембранный гидроаккумулятор – стандартный компонент современных насосных систем водоснабжения, который стабилизирует давление, ограничивает число пусков насоса и обеспечивает буферный запас воды. В большинстве случаев — незаменимый компонент…

EPDM (этилен-пропилен-диен-мономер) — наиболее распространенный и универсальный эластомер, который используют европейские производители для изготовления сменных мембран.

Принято считать, что мембраны из EPDM способны выдержать около 50000 циклов растяжения-сжатия  в пределах допустимого удлинения и в нормальных условиях, не предполагащих ускоренное старение.

Старение полимеров, в т.ч. мембраны из EPDM  – естественный и неизбежный процесс, на который оказывают прямое влияние цикличность и амплитуда деформаций (натяжение и сжатие), контакт с водой и воздухом, химические и термические воздействия. Мембраны из EPDM относительно устойчивы к присутствию в воде хлора и озона (в низких концентрациях и в течении ограниченного времени воздействия), но не совместимы с химическими веществами на основе нефтепродуктов – минеральными маслами, бензином, углеводородными растворителями (толуолом, ксилолом, алифатическими углеводородами).

В нормальных условиях срок службы мембран из EPDM в составе гидроаккумулятора в среднем составляет от 5 до 7 лет (плановая замена мембраны из EPDM в гидроаккумуляторе осуществляется через 5…7 лет эксплуатации). Если вовремя не заменить мембрану, после ее разрушения и попадания воды на внутреннюю незащищенную от коррозии поверхность корпуса скорее всего придется  менять гидроаккумулятор в целом. Предотвратить деградацию резины невозможно, но можно замедлить процесс, ограничив амплитуду деформаций за счет контроля и поддержания правильного противодавления воздуха в гидроакумуляторе.

Ускоренное старение, «химический» запах, экстрагирование фенолов и фталатов. 

Кроме основных ингредиентов этилена, пропилена и диена, в состав EPDM входят пластификаторы, антиоксиданты, стабилизаторы и вулканизирующие добавки, которые все вместе определяют фактические характеристики. Эти дополнительные компоненты химически не связаны с полимерной матрицей EPDM, а лишь физически смешаны с ней. Пластификаторы (фталаты) добавляют в композицию EPDM для «усиления» эластичности, антиоксиданты – для повышения стойкости к кислороду и озону, технический углерод — для повышения устойчивости к ультрафиолетовому излучению, серу — для вулканизации. На молекулярном уровне вулканизация создает сетку, где атомы серы соединяют цепочки каучука, распределяя напряжение и предотвращая разрывы. В эластичных резинах содержание серы составляет не более 3%.

На сегодняшний день уже никто не спорит, что фталаты – токсичные вещества. В процессе деградации резин фталаты, как и другие химически не связанные, но растворенные в полимере вещества, «испаряются»  в воду. Резина теряет прочность и эластичность. Выщелачиванию  фталатов способствует содержание в воде различных жидкостей, среди которых спирты (этанол, метанол), кетоны (ацетон, метилэтилкетон), хлорированные растворители (хлороформ, четыреххлористый углерод), растительные и минеральные масла и жиры. В меньшей степени сама вода при длительном контакте, наличии ПАВ или высокой температуре также способна экстрагировать фталаты из полимерной матрици резины.На фото две аналогичные мембраны SEFA 35-50L (эластомер EPDM): «новая» мембрана, предназначенная для плановой замены в гидроаккумуляторе, и «старая» мембрана (состояние после 7 лет эксплуатации в составе гидроаккумулятора, резина EPDM потеряла эластичность и форму).

Деградация резины может быть неприемлемо быстрой. Признак такой деградации – появление в воде паров фталатов, приобретение водой специфического «пластикового» или «резинового» запаха и терпкого «химического» привкуса.

Пары фталатов, смешанные с запахом соединений серы, используемой при вулканизации (диоксида серы, метантиола, тиофенола), и создают эту проблему специфического запаха резины.  Однако, даже обычная вода в силу тех или иных условий способна экстрагировать пластификаторы, меняе со временем состав и свойства резины, снижая ее эластичность и прочность.

Если вода содержит несовместимые химические вещества, кислород и озон будут ускоренно окислять резину, образуя свободные радикалы и пероксиды. Озон и промежуточные реактивные вещества будут «атаковать» резиновые цепи, что в конечном итоге приведет к ускоренному старению и разрушению резины. EPDM устойчив к озону, но высокая концентрация озона в воде тем не менее способна разрушить его. Этот процесс критично ускоряется при совмещении факторов: повышенной температуре, длительном воздействии или присутствии в воде других агрессивных к резине химических веществ даже в низких концентрациях.