FKM vs. FFKM: Vergleich der Dichtungsmaterialien FKM und FFKM

Vergleich der Dichtungsmaterialien FKM und FFKM

Dichtungsmaterialien spielen eine entscheidende Rolle in zahlreichen Industrien, von der Automobil- bis zur Chemiebranche. Zwei besonders wichtige Materialien in diesem Bereich sind Fluorkautschuk (FKM) und Perfluorelastomer (FFKM). Beide bieten herausragende Eigenschaften, die sie für spezielle Anwendungen prädestinieren.

Eigenschaften von FKM

FKM, auch bekannt unter dem Handelsnamen Viton®, ist ein Fluorkautschuk, der durch seine hohe chemische Beständigkeit und thermische Stabilität besticht.

1. Chemische Beständigkeit:
   – FKM zeigt eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von Chemikalien, darunter Öle, Kraftstoffe, Säuren und Lösungsmittel. Diese Eigenschaft macht es ideal für den Einsatz in der Automobil- und Luftfahrtindustrie sowie in der chemischen Verarbeitung.
2. Thermische Stabilität:
   – FKM kann dauerhaft Temperaturen von -20°C bis +200°C standhalten, was es für Anwendungen mit extremen Temperaturschwankungen geeignet macht.
3. Mechanische Eigenschaften:
   – Das Material zeichnet sich durch eine hohe Zugfestigkeit und Elastizität aus, was es langlebig und widerstandsfähig gegen mechanische Belastungen macht.
4. Witterungsbeständigkeit:
   – FKM ist extrem beständig gegenüber Witterungseinflüssen, Ozon und UV-Strahlung, wodurch es auch für den Außeneinsatz geeignet ist.

Eigenschaften von FFKM

FFKM, auch bekannt unter Handelsnamen wie Kalrez®, ist ein Perfluorelastomer, das für seine nahezu universelle chemische Beständigkeit und extrem hohe thermische Stabilität bekannt ist.

1. Chemische Beständigkeit:
   – FFKM bietet eine herausragende Beständigkeit gegenüber fast allen Chemikalien, einschließlich stark korrosiver Säuren, Basen, Lösungsmittel und reaktiver Gase. Diese Eigenschaft macht es zu einem bevorzugten Material in der chemischen und petrochemischen Industrie.
2. Thermische Stabilität:
   – FFKM kann dauerhaft Temperaturen von -15°C bis +327°C standhalten. Es behält seine elastischen Eigenschaften selbst bei extrem hohen Temperaturen, was es ideal für Hochtemperaturanwendungen macht.
3. Mechanische Eigenschaften:
   – Während FFKM eine hervorragende chemische und thermische Beständigkeit aufweist, ist es mechanisch weniger robust als FKM. Es hat eine geringere Zugfestigkeit und Abriebfestigkeit.
4. Witterungsbeständigkeit:
   – FFKM zeigt ebenfalls eine hohe Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen, Ozon und UV-Strahlung, ähnlich wie FKM.

Vorteile von FKM

1. Breiter Temperaturbereich: FKM kann in einem weiten Temperaturbereich von -45°C bis 204°C eingesetzt werden.
2. Ausgezeichnete chemische Beständigkeit: FKM bietet hervorragenden Schutz gegen eine Vielzahl von Chemikalien.
3. Hervorragende Beständigkeit gegen Gas- und Flüssigkeitsdurchdringung: FKM zeigt eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen das Eindringen von Gasen und Flüssigkeiten.
4. Ausgezeichnete Witterungs- und Ozonbeständigkeit: FKM ist sehr beständig gegen Witterungseinflüsse und Ozon.
5. Inhärent höher feuerbeständig: Im Vergleich zu nicht-fluorierten Kohlenwasserstoffen ist FKM von Natur aus widerstandsfähiger gegen Verbrennung.
6. Hohe Dichte und hochwertige Haptik: Einige FKM-Typen werden aufgrund ihrer hohen Dichte und hochwertigen Haptik in Alltagsgegenständen wie Uhren verwendet.
7. Gute mechanische Eigenschaften: FKM verbessert die Dichtungsleistung durch gute Druckverformungsresteigenschaften.
8. Geeignet für explosive Dekompression, CIP, SIP und FDA: FKM eignet sich für den Einsatz in Anwendungen, die explosive Dekompression, Reinigung (CIP), Sterilisation (SIP) und FDA-Anforderungen erfordern.

Nachteile von FKM

1. Kann in fluorierten Lösungsmitteln signifikant quellen: FKM kann in Kontakt mit fluorierten Lösungsmitteln erheblich aufquellen.
2. Nicht für den Einsatz mit geschmolzenen oder gasförmigen Alkalimetallen geeignet: FKM sollte nicht in Anwendungen mit geschmolzenen oder gasförmigen Alkalimetallen verwendet werden.
3. Höhere Kosten: FKM ist teurer als andere nicht-fluorierte Kohlenwasserstoffe.
4. Nicht so chemisch beständig wie FFKM: Obwohl FKM für die meisten Anwendungen eine hervorragende chemische Beständigkeit bietet, ist es nicht so beständig wie FFKM.
5. Kleinerer Temperaturbereich als FFKM: FKM hat einen geringeren Temperaturbereich im Vergleich zu FFKM, bietet aber immer noch bessere Temperaturbeständigkeit als andere Elastomere.
6. Falsche Wahl des FKM-Typs kann zu schnellem Versagen führen: Die Wahl des falschen FKM-Typs für eine Anwendung kann zu schnellem Versagen der Dichtung führen.
7. Kostspielige Niedrigtemperaturqualitäten: FKM-Typen, die für niedrige Temperaturen geeignet sind, sind ebenfalls recht teuer.

Vorteile von FFKM

1. Breiter Temperaturbereich: FFKM kann in einem weiten Temperaturbereich von -55°C bis 330°C eingesetzt werden.
2. Ausgezeichnete chemische Beständigkeit: FFKM bietet die beste chemische Beständigkeit in seiner Klasse, ähnlich wie PTFE.
3. Hervorragende Beständigkeit gegen Gas- und Flüssigkeitsdurchdringung: FFKM zeigt eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen das Eindringen von Gasen und Flüssigkeiten.
4. Ausgezeichnete Witterungs- und Ozonbeständigkeit: FFKM ist sehr beständig gegen Witterungseinflüsse und Ozon.
5. Selbstlöschend und nicht brennbar in Luft: FFKM ist selbstlöschend und nicht entflammbar.
6. Hohe Dichte: FFKM hat eine hohe Dichte.
7. Gute mechanische Eigenschaften: FFKM verbessert die Dichtungsleistung durch gute Druckverformungsresteigenschaften.
8. Geeignet für explosive Dekompression, CIP, SIP und FDA: FFKM eignet sich für den Einsatz in Anwendungen, die explosive Dekompression, Reinigung (CIP), Sterilisation (SIP) und FDA-Anforderungen erfordern.

Nachteile von FFKM

1. Kann in fluorierten Lösungsmitteln signifikant quellen: FFKM kann in Kontakt mit fluorierten Lösungsmitteln erheblich aufquellen.
2. Nicht für den Einsatz mit geschmolzenen oder gasförmigen Alkalimetallen geeignet: FFKM sollte nicht in Anwendungen mit geschmolzenen oder gasförmigen Alkalimetallen verwendet werden.
3. Größerer thermischer Ausdehnungskoeffizient: FFKM hat einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als andere Elastomere, sodass die Größe des Dichtungssitzes möglicherweise angepasst werden muss.
4. Hohe Kosten: FFKM ist sehr teuer und wird daher meist nur dann verwendet, wenn kein anderes Elastomer geeignet ist.

Anwendungsbereiche

FKM-Anwendungen

1. Automobilindustrie:
   – FKM wird häufig in der Automobilindustrie für Dichtungen in Motoren, Kraftstoffsystemen und Getrieben verwendet, wo hohe Beständigkeit gegenüber Ölen und Kraftstoffen erforderlich ist.
2. Luft- und Raumfahrt:
   – In der Luft- und Raumfahrtindustrie wird FKM aufgrund seiner thermischen Stabilität und chemischen Beständigkeit in Dichtungen für Flugzeugtriebwerke und Hydrauliksysteme eingesetzt.
3. Chemische Verarbeitung:
   – FKM eignet sich für Dichtungen in chemischen Verarbeitungsanlagen, wo moderate chemische Beständigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit notwendig sind.
4. Brennstoffzellen:
   – In Brennstoffzellen wird FKM wegen seiner Beständigkeit gegenüber aggressiven Chemikalien und hohen Temperaturen verwendet, insbesondere in der Dichtung von Zellenstapeln und anderen kritischen Komponenten.

FFKM-Anwendungen

1. Chemische und petrochemische Industrie:
   – FFKM wird in extrem korrosiven Umgebungen eingesetzt, beispielsweise in Reaktoren, Pumpen und Ventilen, wo es einer Vielzahl aggressiver Chemikalien standhalten muss.
2. Halbleiterindustrie:
   – In der Halbleiterfertigung wird FFKM wegen seiner hohen Reinheit und chemischen Beständigkeit in Prozessdichtungen und Dichtungen für Ätz- und Reinigungsprozesse verwendet.
3. Öl- und Gasindustrie:
   – FFKM findet in der Öl- und Gasindustrie Anwendung, insbesondere in Bohrlochdichtungen und Ventilen, die extremen chemischen und thermischen Bedingungen ausgesetzt sind.
4. Elektronikindustrie:
   – FFKM wird in der Elektronikindustrie verwendet, wo hohe chemische Beständigkeit und thermische Stabilität erforderlich sind, beispielsweise in Dichtungen für Hochleistungselektronik.
5. Brennstoffzellen:
   – FFKM eignet sich hervorragend für den Einsatz in Brennstoffzellen, da es den extremen chemischen und thermischen Anforderungen gerecht wird. Es wird häufig in den Dichtungen von Zellenstapeln verwendet, um sicherzustellen, dass keine Leckagen auftreten und die Effizienz der Brennstoffzellen maximiert wird.

Kosten und Verfügbarkeit

– Kosten:
– FKM ist kostengünstiger und daher wirtschaftlich vorteilhafter für Anwendungen, die keine extremen Anforderungen an chemische Beständigkeit und thermische Stabilität stellen.
– FFKM ist wesentlich teurer, was durch seine überlegenen Eigenschaften in anspruchsvollen Anwendungen gerechtfertigt ist.

– Verfügbarkeit:
– Beide Materialien sind in verschiedenen Formen wie O-Ringen, Dichtungen und maßgeschneiderten Teilen erhältlich, jedoch ist FKM aufgrund seiner breiteren Anwendung häufiger auf dem Markt verfügbar.

FFKM bietet eine größere Vielseitigkeit und herausragende Leistung in extremen chemischen und thermischen Bedingungen. Es ist das Material der Wahl für Anwendungen, die die höchsten Leistungsanforderungen stellen und bei denen Kosten eine untergeordnete Rolle spielen.

FKM hingegen bietet viele der gleichen Vorteile wie FFKM, jedoch zu geringeren Kosten. Es ist ideal für Anwendungen, bei denen hohe chemische und thermische Beständigkeit erforderlich sind, jedoch nicht die extremen Anforderungen von FFKM bestehen.

Beide Materialien sind für anspruchsvolle Anwendungen wie explosive Dekompression, CIP, SIP und FDA-Anwendungen geeignet. Die Wahl zwischen FFKM und FKM hängt letztlich von den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung und Ihrem Budget ab.

Besonders in der Brennstoffzellentechnologie zeigt sich, dass FFKM durch seine herausragende Leistung bei hohen Temperaturen und in aggressiven chemischen Umgebungen den Anforderungen optimal entspricht.