Proprietățile și aplicațiile cauciucului FKM

Cauciucul fluorurat (FKM) este clasificat în diverse tipuri în funcție de compoziția monomerilor și de conținutul său de fluor. FKM-A (copolimer perfluoro-vinil-hexafluoropropilenă) oferă o rezistență extinsă la produse chimice și la temperaturi ridicate (aproximativ –20°C la +200 °°C); FKM-B (care conține tetrafluoroetilenă) prezintă o rezistență îmbunătățită la alcalini; FKM-F (flexibilitate la temperaturi joase) îmbunătățește performanța la temperaturi scăzute. Seria FKM-GLT, cu un conținut mai ridicat de fluor, îmbunătățește semnificativ elasticitatea, păstrând în același timp rezistența la produse chimice.

Nivelul de performanță al FKM depinde de compoziția monomerilor săi.

1. FKM-A (tip perfluoro-vinil/hexafluoropropilenă): Conține aproximativ 66 % fluor. Este cel mai versatil tip, oferind un echilibru între rezistența la căldură, rezistența la ulei și rezistența chimică.

2. FKM-B (tip perfluoro-vinil/tetrafluoro-vinil/hexafluoro-propilenă): Conține aproximativ 68–69 % fluor. Prezintă o rezistență superioară la căldură și o rezistență chimică superioară (în special la acizi și peroxizi) comparativ cu tipul A.

3. FKM-F (tip perfluoro-metil-vinil-eter): Conține aproximativ 70 % fluor, ceea ce îmbunătățește în mod semnificativ performanța sa la temperaturi scăzute (temperatura de tranziție vitreo poate scădea până la –25°°C), păstrând în același timp performanța la temperaturi ridicate.

4. FKM-GLT (tip cu vulcanizare prin peroxid și flexibilitate la temperaturi scăzute): Utilizând un sistem de vulcanizare cu peroxid, acest material nu doar îmbunătățește performanța sa în ceea ce privește deformarea permanentă la compresie la temperaturi ridicate, ci prezintă și o rezistență îmbunătățită la acizi, abur și temperaturi scăzute.

Setul de compresie al FKM la temperaturi ridicate este un indicator esențial al durabilității sale în aplicațiile de etanșare. Conform testării conform metodei ASTM D395 Metoda B, FKM de înaltă calitate (de exemplu, Viton® ETP) poate menține un set de compresie sub 20% după 200 °C × 70 de ore de îmbătrânire, în timp ce FKM obișnuit poate prezenta un set de compresie de aproximativ 40–50%. În ceea ce privește rezistența chimică, datele de testare arată că expansiunea volumetrică în uleiul ASTM #3 (150 °C × 70 h) este, în mod tipic, <5%. Pentru utilizarea cu amestecuri de metanol și benzină, sunt necesare formulări speciale (de exemplu, FKM-GLT-S) pentru a rezista umflării și fragilității.

FKM este recunoscut pentru rezistența sa excepțională la căldură și la agenți chimici în materialele de etanșare. Temperatura sa de funcționare continuă poate atinge 230 °°C, iar acesta poate suporta temperaturi maxime pe termen scurt peste 250 °C. Prezintă o rezistență excelentă la majoritatea uleiurilor minerale, lubrifiantelor sintetice (cum ar fi esterii), combustibililor (inclusiv benzina care conține etanol), numeroaselor acizi și hidrocarburilor. Totuși, performanța sa poate scădea în contact cu apa caldă, aburul, bazele puternice (cum ar fi amoniacul) și anumite solvenți polari.

Pentru a asigura fiabilitatea garniturilor din FKM în aplicații critice, acestea trebuie să îndeplinească standarde industriale specifice.

· Aeronautică: AMS 7277 stabilește specificații riguroase privind toleranțele dimensionale, proprietățile fizice și cerințele de rezistență la fluide ale garniturilor toroidale (O-ring).

· Automobil: SAE J2236 și ISO 1629 stabilesc specificații privind clasificarea și etichetarea materialelor.

· Contact cu alimente și produse farmaceutice: Trebuie să respecte reglementările FDA 21 CFR 177.2600 și UE 10/2011, utilizând polimeri și aditivi care îndeplinesc standardele cerute.

În controlul calității, în plus față de inspecțiile dimensionale de rutină, se utilizează calorimetria diferențială cu scanare (DSC) pentru determinarea temperaturii de tranziție vitreo și a cristalinizării, iar analiza termogravimetrică (TGA) este folosită pentru evaluarea începutului descompunerii termice. Aceste tehnici avansate sunt esențiale pentru asigurarea consistenței loturilor de materiale.

FKM este materialul preferat pentru aplicații solicitante care necesită o fiabilitate ridicată: garnituri pentru motoare auto și sisteme de alimentare cu combustibil, conducte pentru combustibil și hidraulică în domeniul aerospațial, etanșări pentru arborele pompelor din procesele chimice (pentru medii corozive) și etanșări pentru sistemele de ungere ale turbinelor din sectorul energetic. La selectarea FKM, este esențial să se confirme mai întâi calitatea materialului conform standardelor SAE J2236 sau AMS 7277, iar ulterior să se verifice rata de expansiune volumică specifică (de obicei necesară să fie <10%) utilizând o diagramă de compatibilitate cu fluidele. ’rata de expansiune volumică (de obicei necesară să fie <10%) utilizând o diagramă de compatibilitate cu fluidele.