Właściwości i zastosowania kauczuku FKM

Kauczuk fluorowany (FKM) jest klasyfikowany na różne typy w zależności od składu monomerowego oraz zawartości fluoru. FKM-A (kopolimer perfluoro-winylu i heksafluoropropylenu) charakteryzuje się szeroką odpornością chemiczną oraz odpornością na wysokie temperatury (około –20°C do +200 °°C); FKM-B (zawierający tetrafluoroetylen) wykazuje poprawioną odporność na alkalia; FKM-F (o zwiększonej elastyczności w niskich temperaturach) zapewnia lepszą wydajność w warunkach niskotemperaturowych. Seria FKM-GLT, o wyższej zawartości fluoru, znacznie poprawia elastyczność przy jednoczesnym zachowaniu odporności chemicznej.

Głębokość właściwości użytkowych FKM zależy od jego składu monomerowego.

1. FKM-A (typ perfluoro-winylowy/hexafluoropropilenowy): Zawiera około 66% fluoru. Jest to najbardziej uniwersalny typ, oferujący równowagę odporności na wysokie temperatury, oleje oraz chemikalia.

2. FKM-B (typ perfluoro-winylowy/tetrafluoro-winylowy/hexafluoro-propilenowy): Zawiera około 68–69% fluoru. Charakteryzuje się lepszą odpornością na wysokie temperatury oraz chemikalia (szczególnie na kwasy i nadtlenki) niż typ A.

3. FKM-F (typ perfluoro-metylo-winylowy): Zawiera około 70% fluoru, co znacznie poprawia jego właściwości w niskich temperaturach (temperatura przejścia szklistego może obniżyć się nawet do –25°°C), zachowując przy tym wysoką wydajność w wysokich temperaturach.

4. FKM-GLT (typ z utwardzaniem nadtlenkowym, o zwiększonej elastyczności w niskich temperaturach): Dzięki zastosowaniu systemu utwardzania nadtlenkowego materiał ten nie tylko poprawia swoje właściwości pod względem trwałej odkształcalności po ściskaniu w wysokich temperaturach, ale także wykazuje lepszą odporność na kwasy, parę wodną oraz niskie temperatury.

Zestawienie ściskania FKM w wysokich temperaturach jest kluczowym wskaźnikiem jego trwałości uszczelnienia. Zgodnie z normą ASTM D395, metoda B, wysokiej jakości FKM (np. Viton® ETP) może utrzymać zestawienie ściskania poniżej 20% po 200 godzinach starzenia się w temperaturze 70 °C, podczas gdy typowy FKM może wykazywać zestawienie ściskania na poziomie ok. 40–50%. °C × w zakresie odporności chemicznej dane testowe wskazują, że jego rozszerzenie objętościowe w oleju ASTM #3 (150 °C, 70 h) wynosi zazwyczaj <5%. °C × do zastosowań z mieszankami metanolu i benzyny wymagane są specjalne formuły (np. FKM-GLT-S), zapewniające odporność na obrzęk i kruchość.

FKM wyróżnia się wyjątkową odpornością na wysokie temperatury oraz odpornością chemiczną wśród materiałów uszczelniających. Jego temperatura ciągłej pracy może osiągać 230 °C, a krótkotrwałe temperatury szczytowe mogą przekraczać 250 °C. °C °C. Wykazuje doskonałą odporność na większość olejów mineralnych, smarów syntetycznych (np. estrów), paliw (w tym benzyny zawierającej etanol), liczne kwasy oraz węglowodory. Jednak jego właściwości mogą ulec pogorszeniu w gorącej wodzie, parze wodnej, silnych zasadach (np. amoniaku) oraz niektórych rozpuszczalnikach polarnych.

Aby zapewnić niezawodność uszczelek FKM w zastosowaniach krytycznych, muszą one spełniać określone normy branżowe.

· Lotnictwo: Norma AMS 7277 określa surowe wymagania dotyczące dopuszczalnych odchyłek wymiarowych, właściwości fizycznych oraz odporności na ciecze pierścieni uszczelniających typu O-ring.

· Motoryzacja: Normy SAE J2236 i ISO 1629 określają wymagania dotyczące klasyfikacji i oznakowania materiałów.

· Kontakt z żywnością i produktami farmaceutycznymi: Musi być zgodny z przepisami FDA 21 CFR 177.2600 oraz unijną regulacją 10/2011, przy użyciu polimerów i dodatków spełniających wymagane standardy.

W kontroli jakości, oprócz rutynowych pomiarów wymiarowych, stosuje się różnicową kalorymetrię skaningową (DSC) do określenia temperatury przejścia szklistego oraz stopnia krystaliczności, natomiast analizę termograwimetryczną (TGA) wykorzystuje się do oceny temperatury rozpoczęcia rozkładu termicznego. Te zaawansowane metody są niezbędne do zapewnienia spójności partii materiału.

FKM jest preferowanym materiałem w wymagających zastosowaniach, w których kluczowe jest wysokie bezpieczeństwo działania: uszczelki silnikowe i układy paliwowe w przemyśle motocyklowym i samochodowym, układy paliwowe i hydrauliczne w przemyśle lotniczym i kosmicznym, uszczelki wałowe pomp procesowych chemicznych (do mediów korozyjnych) oraz uszczelki układów smarowania turbin w sektorze energetycznym. Przy doborze FKM konieczne jest najpierw potwierdzenie klasy materiału zgodnie ze standardami SAE J2236 lub AMS 7277, a następnie sprawdzenie współczynnika rozszerzenia objętościowego (zazwyczaj wymaganego na poziomie <10%) dla danego medium przy użyciu tabeli zgodności materiału z medium. ’współczynnika rozszerzenia objętościowego (zazwyczaj wymaganego na poziomie <10%) przy użyciu tabeli zgodności materiału z medium.