FKM:n ominaisuudet ja käyttöalueet

Fluorisoitua kumia (FKM) luokitellaan eri tyypeiksi sen monomeerikoostumuksen ja fluoripitoisuuden perusteella. FKM-A (perfluori-vinyyliliittymä-heksafluoripropyleenikopolymeeri) tarjoaa laajaa kemikaalien ja korkeiden lämpötilojen (noin –20°C:sta +200 °°C); FKM-B (jossa on tetrafluoreteeniä) parantaa emäksisyyden vastustuskykyä; FKM-F (alhaisen lämpötilan joustavuus) parantaa suorituskykyä alhaisissa lämpötiloissa. FKM-GLT-sarja, jossa on korkeampi fluoripitoisuus, parantaa merkittävästi kimmoisuutta säilyttäen samalla kemikaalien vastustuskyvyn.

FKM:n suorituskyvyn syvyys riippuu sen monomeerikoostumuksesta.

1. FKM-A (perfluori-vinyylinen/heksafluoripropyleenityyppi): Sisältää noin 66 % fluorinia. Se on monikäyttöisin tyyppi, joka tarjoaa tasapainon lämmönkestävyyden, öljynkestävyyden ja kemikaalienkestävyyden välillä.

2. FKM-B (perfluori-vinyylinen/tetrafluorivinyylinen/heksafluoripropyleenityyppi): Sisältää noin 68–69 % fluorinia. Se erottuu tyypistä A paremmalla lämmönkestävyydellään ja kemikaalienkestävyydellään (erityisesti happojen ja peroksidien kestävyys).

3. FKM-F (perfluori-metyyli-vinyylieetterityyppi): Sisältää noin 70 % fluorinia, mikä parantaa merkittävästi sen alhaisen lämpötilan suorituskykyä (lasimuuntumislämpötila voi laskea jopa –25°°C), säilyttäen samalla korkean lämpötilan suorituskyvyn.

4. FKM-GLT (peroksidiverkottu, alhaisen lämpötilan joustavuus -tyyppi): Tämä materiaali käyttää peroksidiverkotusjärjestelmää ja parantaa siten ei ainoastaan korkean lämpötilan puristusmuodonmuutoksen kestävyyttä, vaan myös happojen, höyryn ja alhaisen lämpötilan kestävyyttä.

FKM:n puristusmuodonmuutos korkeissa lämpötiloissa on ratkaiseva indikaattori sen tiivistystä kestävyydestä. ASTM D395 -menetelmän B mukaisten testien mukaan korkealaatuinen FKM (esimerkiksi Viton® ETP) voi säilyttää puristusmuodonmuutoksen alle 20 % 200 °C × 70 tuntia kestäneen vanhenemisen jälkeen, kun taas yleisesti saatavilla oleva FKM saattaa osoittaa puristusmuodonmuutosta noin 40–50 %. Kemiallisen kestävyyden osalta testitulokset osoittavat, että sen tilavuuden laajeneminen ASTM #3 -öljyssä (150 °C × 70 h) on tyypillisesti < 5 %. Metanoli/bensiinisekoituksien kanssa käytettäessä tarvitaan erityisiä koostumuksia (esimerkiksi FKM-GLT-S), jotta voidaan estää turpoaminen ja haurastuminen.

FKM tunnetaan erinomaisesta kuumuus- ja kemikaalikestävyydestään tiivistysmateriaalina. Sen jatkuvaa käyttölämpötilaa voidaan nostaa 230 °°C:een, ja se kestää lyhytaikaisia huippulämpötiloja yli 250 °C °C. Se kestää erinomaisesti useimpia mineraaliöljyjä, synteettisiä voiteluaineita (kuten esterejä), polttoaineita (mukaan lukien etanolipitoisia bensiinejä), monia happoja ja hiilivetyjä. Sen suorituskyky voi kuitenkin heikentyä kuumassa vedessä, höyryssä, vahvoissa emäksisissä aineissa (kuten ammoniakissa) ja tietyissä poolisissa liuottimissa.

FKM-tiivistimien luotettavuuden varmistamiseksi kriittisissä sovelluksissa niiden on täytettävä tiettyjä teollisuuden standardeja.

· Ilmailu: AMS 7277 määrittelee tiukat vaatimukset O-renkaiden mitallisille toleransseille, fysikaalisille ominaisuuksille ja nestemäisten aineiden kestävyydelle.

· Autoteollisuus: SAE J2236 ja ISO 1629 määrittelevät materiaalien luokittelua ja merkintöjä koskevat vaatimukset.

· Kosketus elintarvikkeiden ja lääkkeiden kanssa: On noudatettava FDA:n säännöstöä 21 CFR 177.2600 ja EU:n asetusta 10/2011, käyttäen polymeerejä ja lisäaineita, jotka täyttävät vaaditut standardit.

Laatutarkastuksessa, lisäksi tavanomaisia mittausinspektioita, erottelukykyinen lämpöanalyysi (DSC) käytetään lasimuodon muuttumislämpötilan ja kiteisyyden määrittämiseen, kun taas termogravimetrisellä analyysillä (TGA) arvioidaan lämmönkestävyyden alun piste. Nämä edistyneet menetelmät ovat välttämättömiä materiaalierien yhdenmukaisuuden varmistamiseksi.

FKM on suositeltavin materiaali vaativiin sovelluksiin, joissa vaaditaan korkeaa luotettavuutta: autojen moottoritiivisteet ja polttoainesysteemit, ilmailun polttoaine- ja hydrauliputkistot, kemiallisten prosessipumppujen akselitiivisteet (syövyttäville aineille) sekä energiasektorin turbiinien voitelujärjestelmien tiivisteet. FKM-materiaalin valinnassa on ensin vahvistettava materiaalin laatuasteikko SAE J2236- tai AMS 7277 -standardien mukaisesti ja sen jälkeen tarkistettava tarkka nesteen tilavuuslaajenemisprosentti (yleensä vaaditaan <10 %) väliaineen yhteensopivuuskaaviolla. ’tilavuuslaajenemisprosentti (yleensä vaaditaan <10 %) käyttäen väliaineen yhteensopivuuskaaviota.