Propiedades y aplicaciones del FKM

El caucho fluorado (FKM) se clasifica en diversos tipos según su composición de monómeros y su contenido de flúor. El FKM-A (copolímero de perfluoro-vinil-hexafluoropropileno) ofrece una amplia resistencia a productos químicos y altas temperaturas (aproximadamente –20°C hasta +200 °°C); el FKM-B (que contiene tetrafluoroetileno) presenta una resistencia mejorada a álcalis; el FKM-F (flexibilidad a bajas temperaturas) mejora el rendimiento a bajas temperaturas. La serie FKM-GLT, con un mayor contenido de flúor, mejora significativamente la elasticidad manteniendo al mismo tiempo la resistencia química.

La profundidad del rendimiento del FKM depende de su composición de monómeros.

1. FKM-A (tipo perfluoro-vinilo/hexafluoropropileno): Contiene aproximadamente un 66 % de flúor. Es el tipo más versátil, que ofrece un equilibrio entre resistencia al calor, resistencia a los aceites y resistencia química.

2. FKM-B (tipo perfluoro-vinilo/tetrafluoro-vinilo/hexafluoro-propileno): Contiene aproximadamente un 68-69 % de flúor. Presenta una resistencia al calor y una resistencia química superiores (especialmente frente a ácidos y peróxidos) en comparación con el tipo A.

3. FKM-F (tipo perfluoro-metil-vinil éter): Contiene aproximadamente un 70 % de flúor, lo que mejora notablemente su comportamiento a bajas temperaturas (la temperatura de transición vítrea puede descender hasta –25°°C), manteniendo al mismo tiempo su rendimiento a altas temperaturas.

4. FKM-GLT (tipo con vulcanización por peróxidos y flexibilidad a bajas temperaturas): Al utilizar un sistema de vulcanización por peróxidos, este material no solo mejora su comportamiento frente a la deformación permanente por compresión a altas temperaturas, sino que también presenta una mayor resistencia a los ácidos, al vapor y a bajas temperaturas.

El conjunto de compresión del FKM a altas temperaturas es un indicador crucial de su durabilidad en aplicaciones de sellado. Según la prueba ASTM D395 Método B, un FKM de alta calidad (como Viton® ETP) puede mantener un conjunto de compresión inferior al 20 % tras 200 °Do × 70 horas de envejecimiento, mientras que un FKM genérico puede presentar un conjunto de compresión del orden del 40-50 %. En cuanto a la resistencia química, los datos de ensayo muestran que su expansión volumétrica en aceite ASTM #3 (150 °Do × 70 h) suele ser <5 %. Para su uso con mezclas de metanol/gasolina, se requieren formulaciones especiales (como FKM-GLT-S) que resistan la hinchazón y la fragilidad.

El FKM es reconocido por su excepcional resistencia al calor y a los productos químicos entre los materiales de sellado. Su temperatura de funcionamiento continuo puede alcanzar los 230 °°C, y puede soportar picos de temperatura a corto plazo superiores a 250 °C. Presenta una excelente resistencia a la mayoría de los aceites minerales, lubricantes sintéticos (como los ésteres), combustibles (incluida la gasolina con etanol), numerosos ácidos e hidrocarburos. Sin embargo, su rendimiento puede degradarse en agua caliente, vapor, bases fuertes (como el amoníaco) y ciertos disolventes polares.

Para garantizar la fiabilidad de las juntas tóricas de FKM en aplicaciones críticas, deben cumplir normas industriales específicas.

· Aeroespacial: AMS 7277 establece especificaciones rigurosas respecto a las tolerancias dimensionales, propiedades físicas y requisitos de resistencia a fluidos de las juntas tóricas.

· Automoción: SAE J2236 e ISO 1629 proporcionan especificaciones para la clasificación y etiquetado de materiales.

· Contacto con alimentos y productos farmacéuticos: Debe cumplirse lo dispuesto en los reglamentos FDA 21 CFR 177.2600 y UE 10/2011, utilizando polímeros y aditivos que cumplan los estándares exigidos.

En el control de calidad, además de las inspecciones dimensionales rutinarias, se utiliza la calorimetría diferencial de barrido (DSC) para determinar la temperatura de transición vítrea y la cristalinidad, mientras que el análisis termogravimétrico (TGA) se emplea para evaluar el inicio de la descomposición térmica. Estas técnicas avanzadas son esenciales para garantizar la consistencia de los lotes de material.

El FKM es el material preferido para aplicaciones exigentes que requieren alta fiabilidad: juntas de motor automotriz y sistemas de combustible, tuberías de combustible e hidráulicas aeroespaciales, sellos de ejes para bombas de procesos químicos (para medios corrosivos) y sellos de sistemas de lubricación para turbinas en el sector energético. Al seleccionar FKM, es fundamental confirmar primero la categoría del material según las normas SAE J2236 o AMS 7277 y, posteriormente, verificar mediante una tabla de compatibilidad con fluidos la tasa de expansión volumétrica del material ’ (normalmente requerida como <10%).