01.11.2018 Biokraftstoffkompatibilität in Balance
Neue Dichtungswerkstoffe vereinen Medienbeständigkeit und Tieftemperatureignung
Die Verbindung von sehr guter Biokraftstoffkompatibilität mit exzellenten Tieftemperatureigenschaften ist für die Automobilindustrie von großer Bedeutung. Die Änderung regulativer Randbedingungen sowie die Erschließung neuer Märkte stoßen Neuentwicklungen in diesem Bereich verstärkt an. So wurden FKM-Werkstoffe mit einem TR10-Wert von -30 °C, -35 °C, -40 °C und -45 °C entwickelt, deren relative Änderung der physikalischen Eigenschaften nach Lagerung in FAM B, E85 und KGS (VW Erstbefüllkraftstoff) vergleichbar sind. Weiterhin wurde die Leistungsfähigkeit dieser Werkstoffe im Hinblick auf Dichtungsfähigkeit bei sehr tiefen Temperaturen über Untersuchungen des Druckverformungsrestes bei -25 °C bis zu -50 °C hin untersucht.
Biokraftstoffe haben in den letzten zehn Jahren einen immer größeren Stellenwert im weltweiten Kraftstoffpool erhalten. Umweltpolitische wie auch strategische Untersuchungen haben zu gesetzlichen Vorschriften geführt, wie z.B. zu der Zielstellung, dass im Jahr 2020 mindestens 10% des Kraftstoffverbrauchs im Transportsektor über erneuerbare Energieträger realisiert werden muss [1]. Parallel dazu erschließen der Transportsektor, präziser die Automobilindustrie, neue Märkte im Osten, wie z.B. in Russland. Dort stehen moderne Fahrzeugaggregate – und auch die sich darin befindlichen Dichtungssysteme – neuen Herausforderungen in Bezug auf Tieftemperatureigenschaften gegenüber.
Die Kombination von Biokraftstoffen mit sehr niedrigen Anwendungstemperaturen ist eine Herausforderung für Dichtungen, selbst für jene, die aus Hochleistungsmaterialien wie Fluorkohlenstoffelastomeren (FKM) hergestellt sind. Medienbeständigkeit hängt typischerweise eng mit dem Fluorierungsgrad der Polymerhauptkette zusammen. Je höher der Fluorierungsgrad, desto besser die Medienbeständigkeit. Gleichzeitig gilt aber auch: Je höher der Fluorierungsgrad, desto schlechter die Kälteflexibilität, da die Flexibilität der Polymerhauptkette abnimmt. Dies steht offensichtlich im Gegensatz zu den heutigen Anforderungen der Automobilbranche, die eine sehr gute Biokraftstoffkompatibilität in Kombination mit exzellenten Tieftemperatureigenschaften fordert. In der vorliegenden Studie wurden FKM-Compounds formuliert, die eine Kälteflexibilität von -30 °C, -35 °C, -40 °C und -45 °C besitzen bei gleichzeitigem Fokus auf eine sehr gute Medienbeständigkeit. Tabelle 1 fasst das Eigenschaftsprofil der benannten Compounds zusammen. Eine graphische Darstellung der Ausgangswerte zeigt Bild 1.
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