Vlastnosti a aplikace FKM

Fluorovaný kaučuk (FKM) je dle složení monomerů a obsahu fluoru rozdělen do různých typů. FKM-A (kopolymer perfluoro-vinyl-hexafluoropropylenu) nabízí širokou odolnost vůči chemikáliím a vysokým teplotám (přibližně –20°C do +200 °°C); FKM-B (obsahující tetrafluoroethylen) vykazuje zlepšenou odolnost vůči alkalickým prostředím; FKM-F (s nízkoteplotní pružností) zvyšuje výkon při nízkých teplotách. Řada FKM-GLT s vyšším obsahem fluoru výrazně zlepšuje pružnost při současném zachování chemické odolnosti.

Úroveň výkonu FKM závisí na jeho složení monomerů.

1. FKM-A (typ perfluoro-vinyl/hexafluoropropylenu): Obsahuje přibližně 66 % fluoru. Je to nejvíce univerzální typ, který nabízí vyváženou kombinaci odolnosti vůči vysokým teplotám, olejům a chemikáliím.

2. FKM-B (typ perfluoro-vinyl/tetrafluoro-vinyl/hexafluoro-propylenu): Obsahuje přibližně 68–69 % fluoru. Vyznačuje se lepší odolností vůči vysokým teplotám a chemikáliím (zejména vůči kyselinám a peroxidům) ve srovnání s typem A.

3. FKM-F (typ perfluoro-methyl-vinyl-etheru): Obsahuje přibližně 70 % fluoru, což výrazně zlepšuje jeho chování při nízkých teplotách (teplota skelného přechodu může klesnout až na –25°°C), přičemž zachovává svou výkonnost při vysokých teplotách.

4. FKM-GLT (typ s peroxidovou vulkanizací a zlepšenou pružností při nízkých teplotách): Tento materiál využívá peroxidový systém vulkanizace, čímž nejen zvyšuje svou odolnost proti trvalé deformaci způsobené stlačením při vysokých teplotách, ale také zlepšuje odolnost vůči kyselinám, páře a nízkým teplotám.

Sbíhavost stlačení FKM za vysokých teplot je klíčovým ukazatelem jeho těsnicí trvanlivosti. Podle zkoušky ASTM D395, metoda B, může vysoce kvalitní FKM (např. Viton® ETP) udržet sbíhavost stlačení pod 20 % po 200 °C × 70 hodinách stárnutí, zatímco obecný FKM může vykazovat sbíhavost stlačení kolem 40–50 %. Z hlediska odolnosti vůči chemikáliím ukazují zkušební údaje, že jeho objemové roztažení ve vzorku oleje ASTM č. 3 (150 °C × 70 h) je obvykle < 5 %. Pro použití s methanolem a směsmi benzinu jsou vyžadovány speciální formulace (např. FKM-GLT-S), aby odolaly nafouknutí a křehkosti.

FKM je známý svou vynikající odolností proti vysokým teplotám a chemikáliím mezi těsnicími materiály. Jeho trvalá provozní teplota může dosáhnout 230 °°C a krátkodobě snáší špičkové teploty nad 250 °C. Vyznačuje se vynikající odolností vůči většině minerálních olejů, syntetickým mazivům (např. esterům), palivům (včetně benzínu obsahujícího ethanol), mnoha kyselinám a uhlovodíkům. Jeho výkon se však může zhoršit při styku s horkou vodou, párou, silnými zásadami (např. amoniakem) a některými polárními rozpouštědly.

Aby byla zajištěna spolehlivost těsnění z materiálu FKM v kritických aplikacích, musí splňovat konkrétní průmyslové normy.

· Letectví: Norma AMS 7277 stanovuje přísné požadavky na rozměrové tolerance, fyzikální vlastnosti a odolnost vůči kapalinám u kroužkových těsnění (O-kroužků).

· Automobilový průmysl: Normy SAE J2236 a ISO 1629 stanovují požadavky na klasifikaci a označování materiálů.

· Kontakt s potravinami a farmaceutickými výrobky: Musí být dodrženy předpisy FDA 21 CFR 177.2600 a EU č. 10/2011, přičemž se používají polymery a přísady splňující požadované normy.

V rámci kontroly kvality se vedle běžných rozměrových kontrol používá diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC) ke stanovení teploty skelného přechodu a stupně krystalinity, zatímco termogravimetrická analýza (TGA) slouží k posouzení začátku tepelné degradace. Tyto pokročilé metody jsou nezbytné pro zajištění konzistence dávek materiálu.

FKM je preferovaným materiálem pro náročné aplikace vyžadující vysokou spolehlivost: těsnění motorů automobilů a palivových systémů, palivové a hydraulické potrubí v leteckém a kosmickém průmyslu, hřídelová těsnění čerpadel pro chemické procesy (pro agresivní média) a těsnění mazacích systémů turbín v energetickém sektoru. Při výběru FKM je nezbytné nejprve ověřit třídu materiálu podle norem SAE J2236 nebo AMS 7277 a následně pomocí tabulky kompatibility s médii zkontrolovat konkrétní míru objemového roztažení (obvykle požadovaná hodnota <10 %). ’míru objemového roztažení (obvykle požadovaná hodnota <10 %) pomocí tabulky kompatibility s médii.