Funktionelle Füllstoffe sind auch bei diesen Dichtungen eine gute Alternative zu Ruß (Bild: istockphoto_pic4you)
20.07.2022 Funktionelle Füllstoffe für Fluorelastomere
Als Ergebnis umfangreicher Untersuchungen zeigen Kautschuk/TREMIN®-Mischungen von HPF eine höhere Festigkeit direkt nach der Pressvernetzung im Vergleich zum Standard-Füllstoff. Die mechanischen Eigenschaften zeigen gleiche bis tendenziell bessere mechanische Eigenschaften als das mit Ruß gefüllte FKM trotz höherem Füllgrad.
Fluorkautschuke (FKM nach DIN ISO 1629) werden aufgrund ihrer sehr guten Hitze- und Chemikalienbeständigkeit u.a. als Dichtungen im Motorenbau eingesetzt. Hergestellte Produkte sind vor allem O-Ringe, Ventilschaftabdichtungen und Membranen. Als Standard-Füllstoff findet ein MT-Ruß (N 990 nach ASTM) Anwendung. In einer anwendungstechnischen Schrift wird N 990 mit Hochleistungsfüllstoffen auf Basis von Wollastonit verglichen. Oberflächenmodifizierte Wollastonite liefern gute bis sehr gute Ergebnisse in FKM. Dies konnte bereits praxisorientiert nachgewiesen werden.
Die TREMIN® 283-600er Typen wurden in eine Standardrezeptur eines FKM eingearbeitet und die Ergebnisse mit der Standardrußtype N990 verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass mit TREMIN® 283-600 AST/EST gefüllte Fluorkautschuke ein gleiches bis tendenziell besseres mechanisches Verhalten aufweisen als der Standard-Füllstoff N 990. Die TREMIN® gefüllten Mischungen zeigen gerade nach der Pressvernetzung deutliche höhere Zugfestigkeiten als der Standard-Füllstoff. Hervorzuheben ist das Erreichen dieser mechanischen Werte bei deutlich höheren Füllgraden. Ebenfalls bleibt die Shorehärte der hochgefüllten Mischungen vergleichbar mit den niedriger Ruß-gefüllten Materialien. Hieraus ergibt sich neben der Einstellung geringerer Shorehärten vor allem ein deutliches Einsparpotenzial auf der Polymerseite.
In einer ergänzenden Versuchsserie wurden die TREMIN®-Typen in eine weitere Kautschukmischung eingearbeitet und der Füllgrad auf bis zu 60 phr angehoben. Der direkte Vergleich der Kautschukmischungen mit einem Anteil von 20 phr Füllstoffen zeigt, dass bei Verwendung von TREMIN® 283-600 EST/AST eine niedrigere Shorehärte erreicht wird. Die mechanischen Werte liegen etwas unter der Referenz. Eine Steigerung auf 40 phr TREMIN® führt zu einer Anhebung der mechanischen Werte auf das Niveau des Standard-Füllstoffs bei gleichzeitiger Reduzierung des Polymerverbrauches.
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