Fluor-Silikon-Kautschuk

Fluor-Silikon-Kautschuk unterscheidet sich von reinem Silikon-Kautschuk (VMQ) dadurch, dass ein Teil der Methylgruppen durch Trifluorpropyl-Gruppen ersetzt wurde. Entsprechende Compounds vereinen die in sich gute Quellbeständigkeit von Fluor-Kautschuk (FPM) mit der Tieftemperaturflexibilität von VMQ.

FVMQ verfügt über vergleichbare physikalische Eigenschaften wie Silikon-Kautschuk. Beide Compound-Typen punkten gleichermaßen durch Witterungsbeständigkeit, Ozonbeständigkeit und eine extreme Tief- und Hochtemperaturbeständigkeit. Hinsichtlich der chemischen Beständigkeit bietet Fluor-Silikon jedoch eine zusätzliche Verträglichkeit gegenüber aromatischen Mineralölen, Kraftstoffen und niedermolekularen aromatischen Kohlenwasserstoffen. Einige der Fluor-Silikon-Arten weisen darüber hinaus einen verbesserten Druckverformungsrest auf.

Dank seiner hervorragenden Medienbeständigkeit eignet sich Fluor-Silikon-Kautschuk besonders gut für eine Verwendung in der Dichtungstechnik. Daraus gefertigt werden unter anderem O-Ringe, Dichtungen, Schlauchinnenlagen (z. B. in Turboladerschläuchen) und Membrane für Automobile, in erster Linie für Kraftstoffsysteme bei Temperaturen von bis zu 170 °C. Weitere Anwendungsfelder sind Erdgasanlagen und Fördereinrichtungen für Erdgas sowie die Luft- und Raumfahrttechnik. Da Fluor-Silikon-Compounds eine hohe Schrumpfrate besitzen, unterscheiden sich Fertigungsformen für daraus erzeugte Produkte oft von denen anderer Elastomere.

Die RADO verfügt über das Know-how alle Fluor-Silikon-Compounds nach der Herstellung zu strainern.

Fluor-Silikon-Kautschuk und Silikonkautschuk - Unterschiede und Gemeinsamkeiten

Fluor-Silikon-Kautschuk, nach der internationalen Nomenklatur kurz auch als FVMQ oder MFQ bezeichnet, wurde in den frühen 1950er Jahren von der in Midland (Michigan), USA, ansässigen Dow Corning Inc. erfunden. Von reinem Silikon-Kautschuk unterscheidet sich Fluorsilikon auf submakroskopischer Ebene dadurch, dass ein Teil der Methylseitengruppen durch Fluoralkylgruppen ersetzt wurden. Üblicherweise beträgt der Fluorgehalt beim Fluor-Silikon 23 bis 28 Prozent.

FVMQ weist nahezu dieselben mechanischen und physikalischen Eigenschaften auf wie herkömmlicher Silikon-Kautschuk und steht diesem bezüglich der Tieftemperaturflexibilität in nichts nach. Aufgrund der Fluorierung bietet er jedoch eine höhere Beständigkeit gegenüber zahlreichen Flüssigkeiten wie Ölen und Kraftstoffen, weshalb der Werkstoff häufig in der Dichtungstechnik Anwendung findet. Leicht reduziert ist hingegen der Temperaturbereich, der beim Fluor-Silikon-Kautschuk-50 bis +250 °C beträgt, während er beim Silikon-Kautschuk bei -60 bis +280 liegt.

Ein weiterer großer Unterschied besteht hinsichtlich der elektrischen Isolierfähigkeit, die beim Silikon-Kautschuk sehr gut, beim Fluor-Silikon dagegen nur durch entsprechende Rezeptierung auf ein ähnliches Niveau gebracht werden kann . Die Standardhärte bei FVMQ beläuft sich auf 20 bis 80 Shore A, die Reißfestigkeit auf maximal 10 N/mm².

Vernetzung von Fluor-Silikon-Kautschuk

Wie Silikon-Kautschuk wird auch Fluor-Silikon mit Peroxiden oder mithilfe von Platinkatalysatoren vernetzt.

Vernetzung mit Peroxiden

Diese Art der Vulkanisation von FVMQ vollzieht sich nach einem radikalischen Mechanismus. Bei Erhöhung der Temperatur zerfällt das Peroxid in zwei Radikale. Diese spalten in ungesättigten Kautschuken ein Wasserstoffatom ab, das alpha-ständig zur Methylgruppe ist. Die Reaktion des neu gebildeten Radikals mit seinesgleichen entspricht der Verknüpfung zweier Kautschukketten. Daher werden bei der peroxidischen Vernetzung von Fluor-Silikon ausschließlich C-C-Bindungen geknüpft.

Additionsvernetzung mithilfe von Platinkatalysatorsystemen

Bei dieser Methode werden die Si-H-Gruppen des FVMQ mittels Platinkatalysator an die Doppelbindungen der Vinylgruppen des Polymers addiert, sodass sich ein dreidimensionales Netzwerk bildet. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in der hohen Vernetzungsgeschwindigkeit, die sich über die Temperatur kontrollieren lässt. Die Additionsvernetzung von Fluor-Silikon, bei der keine Spaltprodukte entstehen, ist eine der modernsten Vernetzungsmethoden und kommt meist bei Flüssig-Silikonen zur Anwendung.

Eigenschaften von Fluor-Silikon-Kautschuk

FVMQ überzeugen durch eine gute Beständigkeit gegenüber Kraftfahrzeug- und Luftfahrtölen, Kraftstoffen sowie eine Vielzahl weiterer Chemikalien und Lösungsmitteln. Damit eignen sich die Fluor-Silikone bestens für einen Einsatz im Bereich der Dichtungstechnik.

Die chemischen Resistenzen von FVMQ im Überblick:

  • Kfz-Kraftstoffe (Benzin bleifrei / verbleit, Diesel, verschiedene Prüfkraftstoffe und Rapsmethylester (RME)),
  • Mineralöl und synthetische Öle,
  • Jet-Kraftstoffe und Öle,
  • ATF (Automatikgetriebeflüssigkeit).

Aufgrund der über einen weiten Temperaturbereich gleichbleibenden mechanischen Eigenschaften, wie z.B. die Bruchdehnung des Werkstoffes Fluor-Silikon, eignet sich dieser bevorzugt für Membranen, die auch bei tiefen Temperaturen dynamisch belastet werden sollen..

Weitere nützliche Eigenschaften der Fluor-Silikone:

  • extreme Hoch- und Tieftemperaturbeständigkeit,
  • hohe Tieftemperaturflexibilität,
  • gute Witterungsbeständigkeit,
  • hohe Ozonbeständigkeit,
  • gute Alterungsbeständigkeit,
  • gute Rückprallelastizität,
  • gute Wasserbeständigkeit,
  • sehr gute dielektrische Eigenschaften.

Verwendung von Fluor-Silikon-Kauschuk

Die Einsatzmöglichkeiten für FVMQ in der Dichtungstechnik und anderen Bereichen wird lediglich durch ihre hohe Gasdurchlässigkeit, die geringe Zugfestigkeit und schlechte Abrieb- und Reißeigenschaften begrenzt. Typische Anwendungsfelder sind statische Dichtungen in Kraftstoffsystemen von Automobilen und in der Luft- und Raumfahrt sowie Membranventile für die Kurbelgehäuseentlüftung. Darüber hinaus findet Fluor-Silikon-Kautschuk Verwendung in Schläuchen, z. B. in Turboladerschäuchen, und in O-Ringen.

Rolf Müller
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