Eigenschaften und Anwendungen von FKM

Fluoriertes Kautschuk (FKM) wird anhand seiner Monomerzusammensetzung und seines Fluorgehalts in verschiedene Typen eingeteilt. FKM-A (Perfluorvinyl-Hexafluorpropylen-Copolymer) bietet umfassende Beständigkeit gegenüber Chemikalien und hohen Temperaturen (ca. –20°C bis +200 °C); FKM-B (mit Tetrafluorethylen) weist eine verbesserte Alkalibeständigkeit auf; FKM-F (mit verbesserter Tieftemperaturflexibilität) steigert die Leistung bei niedrigen Temperaturen. Die FKM-GLT-Serie mit höherem Fluorgehalt verbessert die Elastizität deutlich, behält dabei jedoch ihre chemische Beständigkeit bei.

Die Leistungstiefe von FKM hängt von seiner Monomerzusammensetzung ab.

1. FKM-A (Perfluorvinyl/Hexafluorpropylen-Typ): Enthält etwa 66 % Fluor. Es ist der vielseitigste Typ und bietet ein ausgewogenes Verhältnis aus Hitzebeständigkeit, Ölbeständigkeit und chemischer Beständigkeit.

2. FKM-B (Perfluor-Vinyl/Tetrafluor-Vinyl/Hexafluor-Propylen-Typ): Enthält etwa 68–69 % Fluor. Es weist eine bessere Hitzebeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit (insbesondere gegenüber Säuren und Peroxiden) als Typ A auf.

3. FKM-F (Perfluor-Methyl-Vinyl-Ether-Typ): Enthält etwa 70 % Fluor und verbessert dadurch deutlich die Leistung bei niedrigen Temperaturen (die Glasübergangstemperatur kann bis auf –25°°C absinken), während die Hochtemperaturleistung erhalten bleibt.

4. FKM-GLT (Peroxidvernetzung, Typ mit verbesserter Flexibilität bei niedrigen Temperaturen): Durch ein Peroxidvernetzungssystem wird nicht nur die Hochtemperatur-Druckverformungsbeständigkeit verbessert, sondern auch die Beständigkeit gegenüber Säuren, Dampf und niedrigen Temperaturen erhöht.

Die Kompressionsverformung von FKM bei hohen Temperaturen ist ein entscheidender Indikator für seine Dichtungshaltbarkeit. Gemäß der ASTM D395-Methode B können hochwertige FKM-Werkstoffe (wie z. B. Viton® ETP) nach 200 h Alterung bei 200 °C eine Kompressionsverformung unter 20 % aufrechterhalten, während Standard-FKM-Werkstoffe typischerweise eine Kompressionsverformung von etwa 40–50 % aufweisen. °C × 70 h Alterung, während generische FKM-Werkstoffe eine Kompressionsverformung von etwa 40–50 % aufweisen können. Hinsichtlich der Chemikalienbeständigkeit zeigt Testdaten, dass die Volumenzunahme in ASTM-Öl #3 (150 °C, °C × 70 h) typischerweise < 5 % beträgt. Für den Einsatz mit Methanol-Benzin-Gemischen sind spezielle Formulierungen (z. B. FKM-GLT-S) erforderlich, um Quellung und Sprödigkeit zu vermeiden.

FKM zeichnet sich bei Dichtungswerkstoffen durch außergewöhnliche Hitze- und Chemikalienbeständigkeit aus. Seine kontinuierliche Betriebstemperatur kann 230 °C erreichen, und kurzfristige Spitzen-Temperaturen über 250 °C sind möglich. °°C, und es kann kurzfristige Spitzen-Temperaturen über 250 °C aushalten. °C. Es weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber den meisten Mineralölen, synthetischen Schmierstoffen (z. B. Estern), Kraftstoffen (einschließlich Ethanol enthaltendem Benzin), zahlreichen Säuren und Kohlenwasserstoffen auf. Seine Leistung kann jedoch bei heißem Wasser, Dampf, starken Laugen (z. B. Ammoniak) sowie bestimmten polaren Lösungsmitteln nachlassen.

Um die Zuverlässigkeit von FKM-Dichtungen in kritischen Anwendungen sicherzustellen, müssen diese bestimmte branchenspezifische Normen erfüllen.

· Luft- und Raumfahrt: AMS 7277 legt strenge Anforderungen an die Maßtoleranzen, physikalischen Eigenschaften und Fluidbeständigkeit von O-Ringen fest.

· Automobilindustrie: SAE J2236 und ISO 1629 enthalten Spezifikationen zur Klassifizierung und Kennzeichnung von Werkstoffen.

· Kontakt mit Lebensmitteln und Arzneimitteln: Es muss die FDA-Norm 21 CFR 177.2600 sowie die EU-Verordnung 10/2011 eingehalten werden; hierzu sind Polymere und Zusatzstoffe zu verwenden, die den geforderten Standards entsprechen.

Bei der Qualitätskontrolle werden neben routinemäßigen Maßprüfungen die Differenzialscanningkalorimetrie (DSC) zur Bestimmung der Glasübergangstemperatur und der Kristallinität sowie die Thermogravimetrische Analyse (TGA) zur Bewertung des Beginns der thermischen Zersetzung eingesetzt. Diese fortschrittlichen Verfahren sind unverzichtbar, um die Konsistenz von Materialchargen sicherzustellen.

FKM ist das bevorzugte Material für anspruchsvolle Anwendungen mit hoher Zuverlässigkeitsanforderung: Automobil-Motor-Dichtungen und Kraftstoffsysteme, Luft- und Raumfahrt-Kraftstoff- und Hydraulikleitungen, Wellendichtungen für chemische Prozesspumpen (für korrosive Medien) sowie Schmiersystemdichtungen für Turbinen im Energiesektor. Bei der Auswahl von FKM ist es entscheidend, zunächst die Werkstoffsorte gemäß den Normen SAE J2236 oder AMS 7277 zu bestätigen und anschließend anhand einer Mediumverträglichkeits-Tabelle die volumetrische Quellrate (üblicherweise <10 % erforderlich) für das jeweilige Medium zu überprüfen. ’des jeweiligen Mediums (üblicherweise <10 % erforderlich) anhand einer Mediumverträglichkeits-Tabelle zu überprüfen.