Vlastnosti a aplikácie FKM

Fluórovaný kaučuk (FKM) sa kategorizuje do rôznych typov na základe zloženia monomérov a obsahu fluóru. FKM-A (kopolymer perfluór-vinyl-hexafluoropropylénu) ponúka výbornú odolnosť voči chemikáliám a vysokým teplotám (približne –20°°C do +200 °°C); FKM-B (obsahujúci tetrafluóretylén) vykazuje zlepšenú odolnosť voči zásadám; FKM-F (nízkoteplotná pružnosť) zvyšuje výkon pri nízkych teplotách. Séria FKM-GLT s vyšším obsahom fluóru výrazne zvyšuje pružnosť pri zachovaní chemickej odolnosti.

Hĺbka výkonu FKM závisí od zloženia jeho monomérov.

1. FKM-A (typ perfluoro-vinyl/hexafluoropropylén): Obsahuje približne 66 % fluóru. Je to najviac univerzálny typ, ktorý ponúka vyvážené vlastnosti odolnosti voči teplu, olejom a chemikáliám.

2. FKM-B (typ perfluoro-vinyl/tetrafluoro-vinyl/hexafluoro-propylén): Obsahuje približne 68–69 % fluóru. Vyznačuje sa vyššou odolnosťou voči teplu a chemikáliám (najmä voči kyselinám a peroxidom) v porovnaní s typom A.

3. FKM-F (typ perfluoro-metyl-vinyl-eter): Obsahuje približne 70 % fluóru, čo výrazne zlepšuje jeho výkon pri nízkych teplotách (teplota sklenového prechodu môže klesnúť až na –25°°C), pričom si zachováva výkon pri vysokých teplotách.

4. FKM-GLT (typ s peroxidovou vulkanizáciou a zvýšenou pružnosťou pri nízkych teplotách): Tento materiál využíva peroxidový systém vulkanizácie, čím nielen zvyšuje svoj výkon v oblasti trvalého stlačenia pri vysokých teplotách, ale tiež vykazuje zlepšenú odolnosť voči kyselinám, parám a nízkym teplotám.

Miera stlačenia FKM pri vysokých teplotách je kľúčovým ukazovateľom jeho tesniacej trvanlivosti. Podľa skúšobnej metódy ASTM D395 Metóda B dokáže vysokokvalitné FKM (napr. Viton® ETP) udržať mieru stlačenia pod 20 % po 200 °C × 70 hodinách starnutia, zatiaľ čo bežné FKM môže mať mieru stlačenia približne 40–50 %. Z hľadiska odolnosti voči chemikáliám ukazujú skúšobné údaje, že jeho objemové rozšírenie v oleji ASTM č. 3 (150 °C × 70 h) je zvyčajne < 5 %. Pri použití s methanolovými a benzínovými zmesami sú potrebné špeciálne zloženia (napr. FKM-GLT-S), aby sa zabránilo nafukovaniu a krehkosti.

FKM je známy svojou vynikajúcou odolnosťou voči teplu a chemikáliám medzi tesniacimi materiálmi. Jeho teplota nepretržitého prevádzkovania môže dosiahnuť 230 °°C a dokáže vydržať krátkodobé špičkové teploty nad 250 °C. Vynikajúco odoláva väčšine minerálnych olejov, syntetických mazív (napr. esterov), palív (vrátane benzínu obsahujúceho etanol), mnohým kyselinám a uhľovodíkom. Avšak jeho výkon sa môže zhoršiť pri kontakte s horúcou vodou, parou, silnými zásadami (napr. amoniakom) a určitými polárnymi rozpúšťadlami.

Na zabezpečenie spoľahlivosti tesniacich krúžkov z materiálu FKM v kritických aplikáciách musia spĺňať špecifické priemyselné normy.

· Letecký priemysel: Norma AMS 7277 stanovuje prísne požiadavky na rozmerové tolerancie, fyzikálne vlastnosti a odolnosť voči kvapalinám pre tesniace krúžky O-typu.

· Automobilový priemysel: Normy SAE J2236 a ISO 1629 stanovujú špecifikácie pre klasifikáciu a označovanie materiálov.

· Kontakt s potravinami a farmaceutickými výrobkami: Musia byť dodržané predpisy FDA 21 CFR 177.2600 a EÚ 10/2011, pričom sa používajú polyméry a prísady, ktoré spĺňajú požadované štandardy.

V kontrole kvality sa okrem bežných rozmerových kontrol používa diferenciálna skenovacia kalorimetria (DSC) na určenie teploty prechodu zo sklovitého do gumového stavu a kryštalinity, zatiaľ čo termogravimetrická analýza (TGA) sa využíva na posúdenie začiatku tepelnej dekompozície. Tieto pokročilé metódy sú nevyhnutné na zabezpečenie konzistencie šarží materiálu.

FKM je uprednostňovaný materiál pre náročné aplikácie vyžadujúce vysokú spoľahlivosť: tesniace dosky a palivové systémy automobilových motorov, palivové a hydraulické potrubia v leteckej a vesmírnej technike, tesnenia hriadeľov chemických procesných čerpadiel (pre korozívne prostredia) a tesnenia mazacích systémov turbín v energetickom sektore. Pri výbere FKM je nevyhnutné najprv potvrdiť triedu materiálu podľa noriem SAE J2236 alebo AMS 7277 a následne overiť rýchlosť objemového rozšírenia konkrétneho média (zvyčajne sa vyžaduje <10 %) pomocou tabuľky kompatibility s médiami. ’rýchlosť objemového rozšírenia (zvyčajne sa vyžaduje <10 %) pomocou tabuľky kompatibility s médiami.