Egenskaper och tillämpningar för FKM

Fluorerad gummi (FKM) kategoriseras i olika typer beroende på dess monomer-sammansättning och fluorhalt. FKM-A (perfluor-vinyl-hexafluorpropylenkopolymer) erbjuder omfattande motstånd mot kemikalier och höga temperaturer (cirka –20°C till +200 °°C); FKM-B (med tetrafluoretylen) visar förbättrad motstånd mot alkalier; FKM-F (lågtemperaturflexibilitet) förbättrar prestandan vid låga temperaturer. FKM-GLT-serien, med högre fluorhalt, förbättrar elasticiteten avsevärt samtidigt som den bibehåller kemisk motstånd.

Djupet av FKM:s prestanda beror på dess monomer-sammansättning.

1. FKM-A (perfluorvinyl/hexafluorpropen-typ): Innehåller ca 66 % fluor. Det är den mest mångsidiga typen och erbjuder en balans mellan värmetålig, oljetålig och kemikaliemotstånd.

2. FKM-B (perfluorvinyl/tetrafluorvinyl/hexafluorpropen-typ): Innehåller ca 68–69 % fluor. Den uppvisar bättre värmetålig och kemisk motstånd (särskilt mot syror och peroxider) jämfört med typ A.

3. FKM-F (perfluormetylvinyleter-typ): Innehåller ca 70 % fluor, vilket avsevärt förbättrar dess prestanda vid låga temperaturer (glasövergångstemperaturen kan sjunka ned till –25°°C), samtidigt som dess prestanda vid höga temperaturer bibehålls.

4. FKM-GLT (peroxidvulkanisations-, lågtemperaturflexibilitets-typ): Genom att använda ett peroxidvulkanisationssystem förbättrar detta material inte bara prestandan vad gäller tryckdeformation vid höga temperaturer, utan visar också förbättrad motstånd mot syror, ånga och låga temperaturer.

Tryckdeformationen för FKM vid höga temperaturer är en avgörande indikator på dess täthetsbeständighet. Enligt ASTM D395 metod B kan högkvalitativt FKM (till exempel Viton® ETP) bibehålla en tryckdeformation under 20 % efter 200 °C × 70 timmars åldring, medan generiskt FKM kan uppvisa en tryckdeformation på ca 40–50 %. När det gäller kemisk beständighet visar testdata att volymutvidgningen i ASTM #3-olja (150 °C × 70 h) vanligtvis är <5 %. För användning med metanol/bensinblandningar krävs särskilda formuleringar (till exempel FKM-GLT-S) för att motstå svullnad och sprödhet.

FKM är känt för sin exceptionella värmebeständighet och kemiska beständighet bland tätmaterial. Dess kontinuerliga driftstemperatur kan nå 230 °°C, och det kan tåla kortvariga topp temperaturer över 250 °C. Det uppvisar utmärkt motstånd mot de flesta mineraloljor, syntetiska smörjmedel (till exempel estrar), bränslen (inklusive bensin med etanol) samt många syror och kolväten. Dess prestanda kan dock försämras vid kontakt med varmt vatten, ånga, starka baser (till exempel ammoniak) och vissa polära lösningsmedel.

För att säkerställa pålitligheten hos FKM-tätningar i kritiska applikationer måste de uppfylla specifika branschstandarder.

· Luft- och rymdfart: AMS 7277 anger strikta krav på dimensionsnoggrannhet, fysikaliska egenskaper och beständighet mot vätskor för O-ringar.

· Bilindustrin: SAE J2236 och ISO 1629 anger krav på klassificering och märkning av material.

· Kontakt med livsmedel och läkemedel: Måste överensstämma med FDA:s regler 21 CFR 177.2600 och EU-förordning 10/2011, med användning av polymerer och tillsatser som uppfyller de krävda standarderna.

Inom kvalitetskontrollen används, förutom rutinmässiga dimensionella inspektioner, differentiell skanningkalorimetri (DSC) för att bestämma glasövergångstemperaturen och kristalliniteten, medan termogravimetrisk analys (TGA) används för att bedöma början på termisk nedbrytning. Dessa avancerade metoder är avgörande för att säkerställa konsekvensen i materialpartier.

FKM är det föredragna materialet för krävande applikationer som kräver hög tillförlitlighet: tätningar för bilmotorer och bränslesystem, bränsle- och hydraulikledningar inom luft- och rymdfarten, axeltätningar för kemiska processpumpar (för frätande medier) samt smörjsystemtätningar för turbiner inom energisektorn. Vid val av FKM är det nödvändigt att först verifiera materialgraden enligt SAE J2236- eller AMS 7277-standarderna och sedan kontrollera volymutvidgningshastigheten (vanligtvis krävs <10 %) för den specifika vätskan ’med hjälp av en kompatibilitetsdiagram för vätskor.