Ιδιότητες και Εφαρμογές του FKM

Το φθορούχο καουτσούκ (FKM) κατηγοριοποιείται σε διάφορους τύπους με βάση τη σύνθεση των μονομερών του και το περιεχόμενο φθορίου. Το FKM-A (συμπολυμερές περιφθορο-βινυλίου και εξαφθοροπροπυλενίου) προσφέρει εξαιρετική αντίσταση σε χημικές ουσίες και υψηλές θερμοκρασίες (περίπου –20°°C έως +200 °°C); το FKM-B (που περιέχει τετραφθοραιθυλένιο) παρουσιάζει βελτιωμένη αντίσταση σε αλκαλικά περιβάλλοντα· το FKM-F (με βελτιωμένη ευελαστικότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες) ενισχύει την απόδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες. Η σειρά FKM-GLT, με υψηλότερο περιεχόμενο φθορίου, βελτιώνει σημαντικά την ελαστικότητα, διατηρώντας παράλληλα τη χημική αντίσταση.

Το βάθος της απόδοσης του FKM εξαρτάται από τη σύνθεση των μονομερών του.

1. FKM-A (τύπου περιφθορο-βινυλίου/εξαφθοροπροπυλενίου): Περιέχει περίπου 66% φθόριο. Είναι ο πιο ευέλικτος τύπος, προσφέροντας ισορροπημένη αντοχή στη θερμότητα, στα λάδια και στα χημικά.

2. FKM-B (τύπου περιφθορο-βινυλίου/τετραφθορο-βινυλίου/εξαφθοροπροπυλενίου): Περιέχει περίπου 68–69% φθόριο. Παρουσιάζει ανωτέρα αντοχή στη θερμότητα και στα χημικά (ιδιαίτερα στα οξέα και τα υπεροξείδια) σε σύγκριση με τον τύπο Α.

3. FKM-F (τύπου περιφθορο-μεθυλο-βινυλαιθέρα): Περιέχει περίπου 70% φθόριο, βελτιώνοντας σημαντικά την απόδοσή του σε χαμηλές θερμοκρασίες (η θερμοκρασία μετάβασης σε γυάλινη κατάσταση μπορεί να μειωθεί έως και –25°°C), ενώ διατηρεί την απόδοσή του σε υψηλές θερμοκρασίες.

4. FKM-GLT (τύπου επιθερμαντικής σκλήρυνσης με υπεροξείδια, με βελτιωμένη ευελαστικότητα σε χαμηλές θερμοκρασίες): Χρησιμοποιώντας σύστημα σκλήρυνσης με υπεροξείδια, αυτό το υλικό όχι μόνο βελτιώνει την απόδοσή του όσον αφορά τη μόνιμη παραμόρφωση συμπίεσης σε υψηλές θερμοκρασίες, αλλά επιδεικνύει επίσης βελτιωμένη αντοχή σε οξέα, ατμό και χαμηλές θερμοκρασίες.

Το ποσοστό πλαστικής παραμόρφωσης (Compression Set) του FKM σε υψηλές θερμοκρασίες αποτελεί ένδειξη κρίσιμης σημασίας για τη διάρκεια ζωής της στεγανοποίησής του. Σύμφωνα με τον έλεγχο ASTM D395 Μέθοδος B, υψηλής ποιότητας FKM (όπως το Viton® ETP) μπορεί να διατηρήσει ποσοστό πλαστικής παραμόρφωσης κάτω του 20% μετά από 200 °C × 70 ώρες ηλικίας, ενώ το γενικής χρήσεως FKM μπορεί να παρουσιάζει ποσοστό πλαστικής παραμόρφωσης περίπου 40–50%. Όσον αφορά την αντοχή σε χημικές ουσίες, τα δεδομένα δοκιμών δείχνουν ότι η όγκος διόγκωσης σε λάδι ASTM #3 (150 °C × 70 ώρες) είναι συνήθως <5%. Για χρήση με μείγματα μεθανόλης/βενζίνης, απαιτούνται ειδικές συνθέσεις (όπως το FKM-GLT-S) για να αντιστέκονται στη διόγκωση και την εύθραυστη συμπεριφορά.

Το FKM είναι γνωστό για την εξαιρετική του αντοχή στη θερμότητα και στα χημικά σε υλικά στεγανοποίησης. Η συνεχής θερμοκρασία λειτουργίας του μπορεί να φτάσει τους 230 °°C, ενώ μπορεί να αντέξει στιγμιαίες αιχμές θερμοκρασίας πάνω από 250 °Γ. Παρουσιάζει εξαιρετική αντίσταση στα περισσότερα μεταλλικά έλαια, στα συνθετικά λιπαντικά (όπως τα εστέρες), στα καύσιμα (συμπεριλαμβανομένης της βενζίνης που περιέχει αιθανόλη), σε πολλά οξέα και σε υδρογονάνθρακες. Ωστόσο, η απόδοσή του μπορεί να επιδεινωθεί σε ζεστό νερό, ατμό, ισχυρές βάσεις (όπως η αμμωνία) και ορισμένους πολικούς διαλύτες.

Για να διασφαλιστεί η αξιοπιστία των σφραγίδων FKM σε κρίσιμες εφαρμογές, πρέπει να πληρούν συγκεκριμένα πρότυπα της βιομηχανίας.

· Αεροδιαστημική βιομηχανία: Το πρότυπο AMS 7277 καθορίζει αυστηρές προδιαγραφές για τις ανοχές διαστάσεων, τις φυσικές ιδιότητες και τις απαιτήσεις αντίστασης σε υγρά των δακτυλίων O.

· Αυτοκινητοβιομηχανία: Τα πρότυπα SAE J2236 και ISO 1629 καθορίζουν προδιαγραφές για την ταξινόμηση και την ετικετοποίηση των υλικών.

· Επαφή με τρόφιμα και φαρμακευτικά προϊόντα: Πρέπει να συμμορφώνονται με τους κανονισμούς FDA 21 CFR 177.2600 και ΕΕ 10/2011, χρησιμοποιώντας πολυμερή και πρόσθετα που πληρούν τις απαιτούμενες προδιαγραφές.

Στον έλεγχο ποιότητας, εκτός από τις συνήθεις διαστατικές επιθεωρήσεις, χρησιμοποιείται η Διαφορική Θερμική Ανάλυση Σάρωσης (DSC) για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας μετάβασης στη γυάλινη κατάσταση και της κρυσταλλικότητας, ενώ η Θερμο-Γραβιμετρική Ανάλυση (TGA) χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της αρχής της θερμικής αποσύνθεσης. Αυτές οι προηγμένες τεχνικές είναι απαραίτητες για τη διασφάλιση της συνέπειας των παρτίδων υλικού.

Το FKM είναι το προτιμώμενο υλικό για απαιτητικές εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αξιοπιστία: επιστρώματα κινητήρων αυτοκινήτων και συστήματα καυσίμων, σωληνώσεις καυσίμων και υδραυλικών συστημάτων στην αεροδιαστημική βιομηχανία, σφραγίδες άξονα για αντλίες χημικών διεργασιών (για διαβρωτικά ρευστά) και σφραγίδες συστημάτων λίπανσης για στρόβιλους στον ενεργειακό τομέα. Κατά την επιλογή του FKM, είναι απαραίτητο να επιβεβαιωθεί πρώτα η κατηγορία του υλικού σύμφωνα με τα πρότυπα SAE J2236 ή AMS 7277 και στη συνέχεια να διερευνηθεί η συμβατότητα με το συγκεκριμένο ρευστό ’μέσω του ποσοστού διόγκωσης του όγκου του (συνήθως απαιτείται να είναι <10%) χρησιμοποιώντας ένα διάγραμμα συμβατότητας με ρευστά.