1. Per sistema monomerico: FKM dipolimerico, FKM terpolimerico, FKM speciali

1) FKM dipolimerico standard: VDF/HFP, ~66% di fluoro

Questo tipo corrisponde generalmente a ciò che il mercato definisce "FKM di tipo A", "FKM standard" o "FKM dipolimerico". La composizione tipica dei monomeri è VDF/VF2 + HFP. Chemours descrive Viton™ di tipo A come un fluoroelastomero dipolimerico composto da VF2 e HFP, utilizzato tipicamente in O-rings , tenute per alberi, tubi flessibili per carburante e rivestimenti.

Applicazioni consigliate: oli minerali generici, olio motore, carburanti comuni, la maggior parte dei mezzi idrocarburici e scenari di invecchiamento ad alta temperatura. Il suo vantaggio risiede nelle prestazioni complessive bilanciate e in un costo controllabile e consolidato.

Punti critici: Il FKM dipolimerico non è resistente a tutti i carburanti, tutti i solventi o tutti i prodotti chimici: è particolarmente sensibile al metanolo, all’etanolo, all’MTBE e ad altri carburanti ossigenati, nonché alle basi forti, alle ammine e agli esteri a basso peso molecolare. Il FKM standard può presentare un rigonfiamento significativo e una riduzione delle prestazioni in queste condizioni. Nei dati di resistenza chimica di Chemours, Viton™ A mostra circa il 90% di variazione volumetrica dopo 168 ore in metanolo a 23 °C, mentre i tipi F, GFLT-S ed ETP-S mostrano circa il 5%.

2) FKM terpolimerico standard: VDF/HFP/TFE, ~68–70% di fluoro

Il FKM terpolimerico aumenta generalmente il contenuto di fluoro aggiungendo TFE. Il materiale Tecnoflon® FKM di Syensqo distingue il dipolimero (~66% di fluoro) dal terpolimero (~68–70% di fluoro), evidenziando che il sistema terpolimerico offre una migliore resistenza chimica grazie al maggiore contenuto di fluoro.

All'interno della famiglia Viton™, i tipi B e F appartengono generalmente ai terpolimeri FKM. I dati di Chemours indicano una percentuale di fluoro pari a circa il 68,5% per il tipo B e fino al 69,5% per il tipo F; quest'ultimo è progettato per applicazioni che richiedono un'eccellente resistenza ai fluidi, proprietà di barriera alla permeazione dei carburanti, guarnizioni, giunti e anelli di tenuta (O-ring).

Applicazioni consigliate: sistemi di alimentazione automobilistici, carburanti contenenti composti aromatici, carburanti contenenti alcoli, rivestimenti interni per tubi flessibili per carburante, guarnizioni per sistemi di iniezione del carburante, guarnizioni per carburante nell’aerospaziale, mezzi idrocarburici/aromatici resistenti ai prodotti chimici.

Punti critici: Un aumento del contenuto di fluoro comporta generalmente una riduzione della flessibilità a basse temperature. Secondo le note tecniche di selezione materiali di Chemours, all’aumentare del contenuto di fluoro migliora la resistenza ai fluidi, ma diminuisce la flessibilità a basse temperature.

2. In base al contenuto di fluoro: non è sempre vero che «più è alto, meglio è», ma occorre trovare un equilibrio tra «resistenza ai fluidi» e «prestazioni a basse temperature»

Ciò può essere formulato come l'argomento centrale dell'articolo: l'FKM ad alto contenuto di fluoro è più resistente ai carburanti/solventi, ma la tenuta a basse temperature potrebbe risultare compromessa; l'FKM a basso contenuto di fluoro è più morbido, ma non necessariamente resistente ai carburanti.

La seguente tabella con i dati Chemours è particolarmente adatta per illustrare questo concetto sotto forma di grafico o breve video. Nota: si tratta dei valori nominali di prova relativi a una specifica formulazione standard e non devono essere considerati rappresentativi delle specifiche dei materiali elastomerici di tutti i fornitori. Chemours precisa inoltre che questi dati si basano sui risultati di prove effettuate su un vulcanizzato standard con durezza 75 Shore A, caricato con nero di carbonio N990.

Fonte dati: dati di rigonfiamento dei fluidi di Chemours che confrontano i tipi A, B, F, GLT-S, GFLT-S ed ETP-S con il TR-10.

3. In base alle prestazioni a bassa temperatura: FKM standard, FKM a bassa temperatura, FKM a ultra-bassa temperatura

1) FKM standard

I FKM standard di tipo A/B/F offrono ottime prestazioni ad alta temperatura e in presenza di oli/carburanti, ma non eccellono a basse temperature. I dati di Chemours indicano un TR-10 di tipo A pari a -17 °C, di tipo B pari a -13 °C e di tipo F pari a -6 °C: ciò dimostra che, sebbene il FKM di tipo F, con alto contenuto di fluoro, offra una migliore resistenza ai carburanti, le sue prestazioni di tenuta a basse temperature sono relativamente inferiori.

Come spiegarlo ai clienti:

«Se l’applicazione prevede solo ambienti a temperatura ambiente o ad alta temperatura (ad es. nel vano motore), l’FKM standard potrebbe essere sufficiente; tuttavia, in caso di automobili destinate a regioni fredde, sistemi di alimentazione per carburanti aeronautici o condizioni di avviamento a basse temperature, da solo non risulta adeguato.»

2) FKM a bassa temperatura: tipi GLT e GFLT

L'attenzione rivolta agli FKM a bassa temperatura non è rivolta esclusivamente alla resistenza agli oli, ma piuttosto alla capacità di mantenere il recupero della tenuta a basse temperature. Nei materiali FKM reticolati con perossidi di Chemours, GLT-200S/GLT-600S sono descritti come «migliore flessibilità a bassa temperatura tra gli FKM», mentre GFLT-200S/GFLT-600S sono descritti come «migliore combinazione di flessibilità a bassa temperatura e resistenza ai fluidi», utilizzati in applicazioni che richiedono adesione nei sistemi di alimentazione carburante, resistenza ai carburanti ossigenati e flessibilità a basse temperature.

La differenza tra GLT e GFLT può essere spiegata come segue:

GLT: Più orientato verso la flessibilità a bassa temperatura, adatto ad applicazioni in cui la priorità è rappresentata dalle basse temperature nelle guarnizioni per settori quali quello carburanti, chimico e petrolifero.

GFLT: Offre un equilibrio tra prestazioni a basse temperature e resistenza a carburanti/carburanti ossigenati, adatto ai sistemi di alimentazione carburante automobilistici e aeronautici, nonché alle guarnizioni toroidali (O-ring) per sistemi di iniezione carburante.

Non si deve considerare semplicemente GLT come un «FKM più avanzato»: I dati relativi alla variazione di volume di GLT nel metanolo potrebbero ancora essere piuttosto elevati, mentre GFLT offre un equilibrio migliore tra resistenza a basse temperature e ai carburanti.

3) FKM ad ultra-bassa temperatura: VPL, XLT, ULT e prodotti con posizionamento analogo

Per guarnizioni che richiedono prestazioni estreme a basse temperature, il mercato offre anche FKM ad ultra-bassa temperatura. La descrizione di Syensqo della serie Tecnoflon® VPL è la seguente: gli FKM ad ultra-bassa temperatura garantiscono eccellenti prestazioni di tenuta a basse temperature mantenendo al contempo la resistenza a fluidi/chimici aggressivi, con un valore TR10 compreso tra -30 °C e -45 °C; tali materiali sono utilizzati in applicazioni quali O-ring per sistemi ad alta prestazione di iniezione del carburante, componenti di tenuta per il settore petrolifero e per l’aerospaziale.

Applicazioni consigliate: carburanti per aviazione, sistemi di alimentazione carburante per autoveicoli in regioni fredde, sistemi di iniezione del carburante, guarnizioni per pozzi petroliferi/gas sotterranei, valvole per impieghi a basse temperature.

4. In base alla resistenza ai carburanti: FKM standard resistente ai carburanti, FKM ad alta fluorurazione resistente ai carburanti, FKM resistente ai carburanti a bassa permeabilità

Molti clienti affermano: «La mia applicazione prevede benzina, gasolio o cherosene per aviazione — l'FKM dovrebbe essere adatto, giusto?». Questa affermazione richiede un’analisi più approfondita.

1) Carburanti standard e oli minerali: l'FKM standard è generalmente sufficiente

L'FKM di tipo A o dipolimerico standard offre ottime prestazioni con molti oli idrocarburici e oli lubrificanti — ed è anche uno dei motivi per cui l'FKM è ampiamente utilizzato nelle guarnizioni per settori automobilistico, aeronautico e meccanico. Nelle materie prime di Chemours, le applicazioni tipiche del tipo A includono tubi e condotti per carburante, anelli O-ring, guarnizioni per steli delle valvole e guarnizioni per alberi.

2) Carburanti ossigenati e carburanti alcolici: privilegiare i tipi F, GF e GFLT

Quando esposto a metanolo, etanolo, MTBE e altri carburanti ossigenati, il rischio associato all'FKM standard di tipo A aumenta in modo significativo. Nel grafico della resistenza ai fluidi di Chemours, la benzina ossigenata è una delle categorie per cui i tipi A e GLT-S sono indicati come «non raccomandati», mentre i tipi F, GF-S, GFLT-S ed ETP-S sono classificati come le migliori qualità.

Espressioni commerciali/tecniche:

"Quando un cliente lavora con benzina, benzina contenente etanolo, benzina contenente metanolo, biodiesel o componenti di scarico correlati ai vapori di carburante, non chiedere semplicemente se il materiale è FKM: chiedi piuttosto se si tratta di FKM ad alta fluorurazione resistente ai carburanti e se sono disponibili dati relativi all’invecchiamento da carburante, alla variazione di volume e al tasso di permeazione."

3) Bassa permeazione ai carburanti: l’FKM di tipo F, terpolimero ad alta fluorurazione, è più adatto

Chemours posiziona Viton™ di tipo F come idoneo per applicazioni di tenuta che richiedono proprietà di barriera alla permeazione dei carburanti, nonché per guarnizioni, giunti e anelli di tenuta esposti a carburanti automobilistici.

Applicazioni consigliate: tubi flessibili per carburante per autoveicoli, pompe per carburante, anelli di tenuta per carburante, sistemi di evaporazione dei vapori di carburante, valvole per serbatoi di carburante, guarnizioni per carburanti aeronautici.

5. In base alla resistenza agli acidi/e alle basi forti: FKM standard ≠ FKM resistente agli acidi

Questo è un punto in cui i clienti di valvole chimiche inciampano più facilmente. Il FKM standard non è generalmente adatto a basi forti, soluzioni ad alto pH o mezzi a base di ammine. Nella tabella di resistenza chimica di Chemours, le sigle A, B, F, GF-S, GLT-S e GFLT-S sono tutte classificate come «non raccomandate» per «soluzioni ad alto pH, basi forti, basi organiche», mentre ETP-S è classificato come la qualità migliore.

FKM resistente agli acidi / FKM di tipo ETP

Descrizione di Chemours del Viton™ Extreme ETP-600S: è composto da etilene, TFE e PMVE ed offre resistenza a fluidi aggressivi; a differenza dei fluoroelastomeri convenzionali, presenta una resistenza superiore a esteri, chetoni e alcoli a basso peso molecolare, nonché resistenza a fluidi ad alto pH, materiali alcalini, soluzioni fortemente alcaline e ammine.

Applicazioni consigliate: additivi a base di ammine, soluzioni detergenti alcaline, valvole per basi forti, tubazioni chimiche, fluidi di trattamento con ammine per pozzi petroliferi e del gas, lubrificanti contenenti ammine, alcuni sistemi di fluidi detergenti.

Espressioni commerciali/tecniche:

"La resistenza agli acidi non si risolve semplicemente aumentando il contenuto di fluoro negli FKM standard. Per forti alcali, ammine, chetoni ed esteri, è necessario prendere in considerazione sistemi più specializzati come ETP, FEPM o FFKM, e la compatibilità specifica con i mezzi deve essere verificata mediante test di immersione."

6. In base al sistema di vulcanizzazione: vulcanizzazione con bisfenolo, vulcanizzazione con perossido, vulcanizzazione con ammina

Il sistema di vulcanizzazione non è un dettaglio secondario: influisce sul rilassamento a compressione, sulla resistenza all’acqua/vapore, sulla resistenza ad acidi/alcali, sulle prestazioni a basse temperature e sull’adesione ai metalli.

1) FKM vulcanizzato con bisfenolo: diffuso, maturo, buon rilassamento a compressione

Gli FKM di tipo A, B e F sono generalmente vulcanizzati con sistemi a base di bisfenolo AF. I materiali di Chemours indicano che i tipi Viton™ A, B e F utilizzano tipicamente il bisfenolo AF insieme a un opportuno sistema accelerante per la vulcanizzazione; la maggior parte degli elastomeri fluorurati attualmente in commercio impiega la reticolazione con bisfenolo AF.

Vantaggi: Processo maturo, buona velocità di vulcanizzazione, eccellenti prestazioni in termini di rilassamento a compressione, adatto alla maggior parte di O-ring, guarnizioni e guarnizioni per steli di valvola.

Inconvenienti: Più debole quando esposto a vapore, acqua calda, soluzioni acquose acide, basi forti, ammine o alcuni specifici mezzi — non necessariamente la scelta migliore.

2) FKM reticolato con perossidi: più adatto a sostanze chimiche aggressive, a basse temperature e a sistemi specializzati

I materiali Syensqo indicano chiaramente che, a parità di contenuto di fluoro, l’FKM reticolato con perossidi offre una resistenza chimica superiore rispetto all’FKM reticolato con ioni/bisfenolo, grazie al diverso meccanismo di reticolazione, rendendolo adatto a ambienti più gravosi; presenta inoltre una migliore flessibilità a basse temperature, una maggiore resistenza all’acqua calda, un minor set di compressione e migliori prestazioni di adesione ai metalli.

Chemours osserva inoltre che i sistemi di reticolazione con perossidi consentono la vulcanizzazione di polimeri a base di materiali a bassa viscosità come GLT-S, GFLT-S e analoghi, che altrimenti sarebbero difficili da reticolare con bisfenolo; mentre nei sistemi GF-S, GBL e analoghi, la reticolazione con perossidi garantisce una resistenza migliorata a lubrificanti automobilistici aggressivi, vapore e acidi.

Applicazioni consigliate: fKM a bassa temperatura, GFLT, ETP, applicazioni resistenti all'acqua/vapore e agli acidi, lubrificanti aggressivi, sistemi di raffreddamento per autoveicoli, sistemi di carburante per l'aviazione, guarnizioni chimiche per il settore petrolifero e del gas.

3) FKM reticolato con ammine: un sistema storico, attualmente raramente scelto come soluzione principale

I materiali di Chemours indicano che i curanti a base di diammina sono stati utilizzati per la reticolazione di Viton™ A già dal 1957; la reticolazione è lenta e la deformazione permanente sotto compressione non è ottimale, ma offre vantaggi specifici per l'adesione a inserti metallici e per la resistenza all'estrazione ad alte temperature.

Nella comunicazione pratica:

«I clienti in genere non devono richiedere specificamente la reticolazione con ammine, a meno che non stiano sostituendo un prodotto obsoleto, non necessitino di un’adesione speciale al metallo o non debbano riprodurre una formulazione storica.»

7. Logica di selezione per tre tipologie di clienti

A. Clienti nel settore dei carburanti per autoveicoli

Non limitarsi a dire «FKM è resistente ai carburanti». Chiedere invece: si tratta di benzina, gasolio, benzina con etanolo, benzina con metanolo, biodiesel o carburante contenente additivi? È richiesta una bassa permeabilità? È destinato all’uso in regioni fredde? Si tratta di una guarnizione dinamica?

Approccio consigliato:

I materiali di Chemours indicano che il tipo F è utilizzato per le applicazioni di tenuta che richiedono proprietà di barriera alla permeazione del carburante, mentre il tipo GFLT bilancia flessibilità a basse temperature e resistenza ai fluidi.

B. Clienti carburanti per aviazione

L’attenzione per le guarnizioni per carburanti per aviazione non si concentra solitamente solo sulla «resistenza al carburante», ma su: compatibilità con il carburante + tenuta a basse temperature + deformazione permanente + margine di sicurezza.

Approccio consigliato:

Le applicazioni tipiche di Syensqo per il FKM a bassissima temperatura includono anelli di tenuta ad alte prestazioni per sistemi di iniezione del carburante, componenti di tenuta per il settore petrolifero e per l’aerospaziale.

C. Clienti valvole chimiche

I clienti delle valvole chimiche sono i più soggetti a «uso improprio del FKM», poiché ciò con cui hanno a che fare non è spesso un singolo idrocarburo, bensì una miscela di solventi, acidi, basi, ammine, chetoni, esteri, vapore e agenti detergenti.

Approccio consigliato:

La tabella della resistenza chimica di Chemours indica che i gradi standard A/B/F/GFLT non sono raccomandati per ambienti ad alto pH, basi forti e basi organiche, mentre ETP-S è indicato come il grado migliore; nella pagina relativa a ETP-600S si afferma inoltre chiaramente che questo materiale offre resistenza a soluzioni alcaline forti, ammine e fluidi ad alto pH.

Riepilogo Finale

L’FKM può essere ulteriormente suddiviso secondo le seguenti dimensioni:

Conclusione da comunicare ai clienti:

"L'FKM non è un materiale universale — anche all'interno della famiglia FKM, i diversi tipi non sono intercambiabili. Per i clienti che utilizzano carburanti automobilistici, carburanti per aviazione e valvole chimiche, l'errore più grave da evitare è indicare semplicemente 'FKM'. È invece necessario specificare chiaramente il tipo di FKM, il contenuto di fluoro, il sistema di reticolazione, gli indicatori di prestazione a basse temperature e i dati relativi all'invecchiamento in presenza di agenti chimici."