Propriedades e Aplicações do FKM

A borracha fluorada (FKM) é classificada em diversos tipos com base na sua composição de monômeros e no teor de flúor. O FKM-A (copolímero de perfluoro-vinil-hexafluoropropileno) oferece excelente resistência a produtos químicos e altas temperaturas (aproximadamente –20°C a +200 °°C); o FKM-B (que contém tetrafluoroetileno) apresenta resistência alcalina aprimorada; o FKM-F (flexibilidade em baixas temperaturas) melhora o desempenho em temperaturas baixas. A série FKM-GLT, com teor de flúor mais elevado, melhora significativamente a elasticidade, mantendo ao mesmo tempo a resistência química.

O grau de desempenho do FKM depende da sua composição de monômeros.

1. FKM-A (tipo perfluoro-vinil/hexafluoropropileno): Contém aproximadamente 66% de flúor. É o tipo mais versátil, oferecendo um equilíbrio entre resistência ao calor, resistência a óleos e resistência química.

2. FKM-B (tipo perfluoro-vinil/tetrafluoro-vinil/hexafluoro-propileno): Contém aproximadamente 68–69% de flúor. Apresenta resistência térmica e resistência química superiores (especialmente à ação de ácidos e peróxidos) em comparação com o tipo A.

3. FKM-F (tipo perfluoro-metil-vinil-éter): Contém aproximadamente 70% de flúor, melhorando significativamente seu desempenho em baixas temperaturas (a temperatura de transição vítrea pode cair até –25°°C), mantendo ao mesmo tempo seu desempenho em altas temperaturas.

4. FKM-GLT (tipo com vulcanização por peróxido e flexibilidade em baixas temperaturas): Utilizando um sistema de vulcanização por peróxido, este material não só melhora seu desempenho quanto à deformação permanente por compressão em altas temperaturas, como também apresenta resistência aprimorada a ácidos, vapor e baixas temperaturas.

O conjunto de compressão do FKM em altas temperaturas é um indicador crucial de sua durabilidade de vedação. De acordo com o ensaio ASTM D395 Método B, o FKM de alta qualidade (como o Viton® ETP) pode manter um conjunto de compressão abaixo de 20% após 200 °C × 70 horas de envelhecimento, enquanto o FKM genérico pode apresentar um conjunto de compressão de aproximadamente 40–50%. Em termos de resistência química, os dados de ensaio mostram que sua expansão volumétrica em óleo ASTM #3 (150 °C × 70 h) é tipicamente < 5%. Para uso com misturas de metanol/gasolina, são necessárias formulações especiais (como o FKM-GLT-S) para resistir ao inchamento e à fragilidade.

O FKM é reconhecido por sua excepcional resistência ao calor e à resistência química entre os materiais de vedação. Sua temperatura de operação contínua pode atingir 230 °°C, e ele suporta picos de temperatura de curta duração acima de 250 °C. Apresenta excelente resistência à maioria dos óleos minerais, lubrificantes sintéticos (como ésteres), combustíveis (incluindo gasolina contendo etanol), diversos ácidos e hidrocarbonetos. No entanto, seu desempenho pode se degradar em água quente, vapor, bases fortes (como amônia) e certos solventes polares.

Para garantir a confiabilidade das juntas de vedação de FKM em aplicações críticas, elas devem atender a normas industriais específicas.

· Aeroespacial: A norma AMS 7277 estabelece especificações rigorosas para as tolerâncias dimensionais, propriedades físicas e requisitos de resistência a fluidos de juntas tóricas (O-rings).

· Automotivo: As normas SAE J2236 e ISO 1629 fornecem especificações para classificação e rotulagem de materiais.

· Contato com alimentos e produtos farmacêuticos: Deve cumprir as regulamentações FDA 21 CFR 177.2600 e UE 10/2011, utilizando polímeros e aditivos que atendam aos padrões exigidos.

No controle de qualidade, além das inspeções dimensionais de rotina, a Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) é utilizada para determinar a temperatura de transição vítrea e a cristalinidade, enquanto a Análise Termogravimétrica (TGA) é empregada para avaliar o início da decomposição térmica. Essas técnicas avançadas são essenciais para garantir a consistência dos lotes de material.

O FKM é o material preferido para aplicações exigentes que exigem alta confiabilidade: juntas de motores automotivos e sistemas de combustível, tubulações de combustível e hidráulicas aeroespaciais, selos de eixo para bombas de processos químicos (para meios corrosivos) e selos de sistemas de lubrificação para turbinas no setor energético. Ao selecionar o FKM, é essencial confirmar inicialmente a classe do material conforme as normas SAE J2236 ou AMS 7277 e, em seguida, verificar cruzadamente a taxa de expansão volumétrica específica do fluido ’ (geralmente exigida como <10%) utilizando um quadro de compatibilidade com meios.