FFKM y FKM tienen muchas similitudes pero también diferencias importantes. Estas diferencias significan que en algunas aplicaciones sólo se debe utilizar uno de los dos.
En este artículo, exploraremos la naturaleza única de estos dos materiales de sellado. Examinaremos sus propiedades químicas, las aplicaciones para las que es adecuado cada uno y cómo elegir entre ellos. También discutiremos los costos inmediatos y a largo plazo de FFKM y FKM y por qué son importantes.
¿Qué es el caucho FFKM?
FFKM Es un caucho sintético que se desarrolló en la década de 1960. Este caucho a base de carbono a veces se conoce como la forma de caucho de PTFE porque exhibe una resistencia excepcional a los productos químicos y al calor.
Tanto los materiales FKM como los FFKM contienen una cantidad significativa de flúor, pero los FFKM contienen más flúor que los FKM. Fueron desarrollados debido a la necesidad de sellos que pudieran funcionar bien en condiciones más extremas que las que podían soportar los FKM.
La fabricación de caucho FFKM a gran escala no comenzó hasta finales de los años 80 debido a restricciones de patentes. Los consumidores ahora pueden elegir entre varias marcas de FFKM en el mercado.
¿Qué es el caucho FKM?
caucho FKM es un fluoroelastómero que llegó al mercado por primera vez en la década de 1950. Estos cauchos sintéticos se fabrican con fluoruro de vinilideno y contienen hasta un 69% de flúor en peso. Los FKM exhiben una excelente estabilidad a altas temperaturas y son químicamente resistentes a muchas sustancias.
Hoy en día existen diferentes tipos de materiales FKM. Algunos son buenos todoterreno, pero otros están desarrollados para tener una resistencia química o a altas temperaturas mejorada. Esto suele sacrificar otras cualidades como el rendimiento a bajas temperaturas.
Caucho vitón Fue el FKM original desarrollado por DuPont. Hay muchas marcas de FKM para elegir hoy en día.
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Propiedades químicas y composición
Los FKM son polímeros fluorados o fluoroelastómeros y los FFKM son perfluoroelastómeros. ¿Qué significa esto y cómo afecta a sus propiedades individuales?
Composiciones, estructura y propiedades de los FKM.
Se fabrican diferentes FKM utilizando diferentes monómeros. El fluoruro de vinilideno está presente en todos los materiales de FKM, pero otros monómeros presentes pueden incluir:
- Hexafluoropropileno
- Tetrafluoroetileno
- Perfluorometilviniléter
- Propileno
- Etileno
La estructura polimérica de los FKM contiene enlaces carbono-flúor. Este enlace se considera uno de los enlaces individuales más fuertes en química y es el secreto detrás de la mayor resistencia química y estabilidad térmica de los FKM y FFKM.
Se pueden utilizar diferentes procesos en la etapa de curado de los FKM. Los principales procesos de curado utilizados hoy en día son el entrecruzamiento con bisfenol (iónico), diamina y peróxido.
Las propiedades del FKM se verán afectadas por el método de curado. Por ejemplo, los FKM producidos mediante reticulación de diamina no tienen rival en la formación de enlaces caucho-metal. Sin embargo, la reticulación iónica produce FKM con la mejor resistencia al calor.
Las propiedades comunes de los FKM incluyen:
- Alta densidad, es decir, >1.8 g/cm3
- Mayor resistencia a la temperatura que la mayoría de los elastómeros (260°C/500°F)
- Muy alta resistencia a productos químicos, incluidos petroquímicos y ácidos fuertes.
- Excelente resistencia al ozono
- Resistencia a aceites y grasas.
Las propiedades específicas de los FKM varían según la composición y el proceso de curado utilizado por el fabricante de sellos de goma.
Composición, estructura y propiedades de los FFKM
Cianofuncional éteres de vinilo se utilizan comúnmente como monómero del sitio de curado para FFKM. Son compatibles con diferentes curativos incluido el peróxido.
El curado con peróxido orgánico de los materiales FFKM es lo que produce una resistencia química excepcionalmente alta. Sin embargo, esto también hace que los FFKM sean menos resistentes a la degradación oxidativa y térmica.
Para obtener un FFKM con excelente resistencia térmica, se utiliza diamino bisfenol AF como curativo.
Este material sellador se puede formular de diferentes maneras para lograr diferentes resistencias a la temperatura. Los FFKM también contienen enlaces carbono-flúor pero, a diferencia de los FKM y otros elastómeros, no tienen ningún enlace. enlaces carbono-hidrógeno. Esto les confiere una resistencia química y al calor superior.
Las propiedades comunes de los FFKM incluyen:
- Excelente estabilidad térmica a temperaturas que oscilan entre -55 °C (-67 °F) y 350 °C (662 °F)
- Excelente resistencia química (mejor que los FKM)
- Buenas propiedades mecánicas
- Potencial de contaminación bajo
- Muy baja permeabilidad
- Mayor resistencia al vapor
Al igual que los FKM, las propiedades específicas de los FFKM dependen del proceso de composición y curado.
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Aplicaciones en la Industria
FKM y FFKM se utilizan para fabricar sellos para aplicaciones en entornos operativos extremos donde otros elastómeros funcionan mal. Sin embargo, debido a la resistencia superior al calor y a los productos químicos del FFKM, se utiliza en entornos aún más extremos en comparación con el FKM.
Aplicaciones comunes para FKM y FFKM
Los FKM se utilizan para fabricar sellos y juntas tóricas de alto rendimiento en industrias como:
- Industrias aeroespacial y automotriz
- Industria farmacéutica
- Petróleo y gas
- Procesamiento químico
- Aplicaciones industriales, etc.
FFKM se puede utilizar en aplicaciones similares, pero normalmente se reserva para condiciones más extremas que FKM no puede soportar. También se utiliza en aplicaciones donde los niveles de contaminación deben mantenerse lo más bajos posible. Ejemplos de aplicaciones exclusivas de FFKM son:
- Fabricación de semiconductores: esto requiere un elastómero que sea menos probable que contamine su entorno.
- Aplicaciones con temperaturas de funcionamiento entre 260°C y 327°C
- Aplicaciones con fluidos que son más corrosivos de los que FKM puede manejar
Limitaciones de FKM y FFKM
Por muy versátiles que sean FKM y FFKM, tienen sus limitaciones. Cuando los FFKM se utilizan a temperaturas más altas de las previstas, pueden volverse quebradizos y perder su capacidad de sellado. También pueden liberar ácido fluorhídrico a temperaturas muy altas.
De manera similar, los FKM pueden liberar fluoruro de hidrógeno si se exponen a temperaturas muy altas.
La integridad del sello puede verse comprometida si estos dos materiales se exponen a ciertos químicos, incluidos solventes fluorados y metales alcalinos gaseosos. Verifique la compatibilidad con productos químicos específicos al elegir sellos FKM o FFKM. Elegir el grado equivocado puede resultar en un fracaso rápido.
Análisis de costos de FKM y FFKM
Tanto el FKM como el FFKM se consideran caros en comparación con otros tipos de caucho, pero el FFKM cuesta incluso más que el FKM.
La razón más obvia de esto es el mayor costo de las materias primas utilizadas para fabricar FFKM, que pueden costar varios miles de dólares por kg. Sin embargo, existen factores adicionales que afectan el precio de los sellos FFKM, como:
- Proceso de producción complicado: Producir FFKM es un proceso más complicado que producir FKM
- Escasez de ingredientes: Los FFKM requieren ingredientes específicos con pocos proveedores. Esto ha llevado a un suministro limitado de ingredientes clave para los fabricantes.
- Demanda creciente: La demanda de sellos FFKM ha aumentado recientemente debido a su importancia en fabricación de semiconductores.
Además de su mayor costo, los clientes enfrentan tiempos de espera más largos si necesitan sellos y juntas tóricas FFKM. Por lo tanto, adquirir productos FFKM cuesta más en términos de dinero y tiempo. Aun así, muchos creen que merecen la pena.
Aunque cuestan más por adelantado, los sellos FFKM pueden ahorrar más dinero a las empresas a largo plazo porque:
- Los sellos FFKM son duraderos y pueden durar más que otros sellos de goma.
- Los sellos FFKM son más confiables y, a largo plazo, se gastan menos recursos en inspección y mantenimiento.
- Los equipos con sellos FFKM enfrentan menos averías relacionadas con los sellos, lo que resulta en un mayor tiempo de actividad y productividad.
- Es menos probable que los sellos FFKM contaminen las piezas, por ejemplo, los chips semiconductores, lo que genera menos defectos.
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Elegir entre FFKM y FKM
La mejor solución de sellado entre FFKM y FKM estará determinada por las condiciones operativas de su aplicación y su presupuesto. Algunos factores importantes se explican a continuación.
1. Entorno químico y térmico
Tanto FKM como FFKM tienen una excelente tolerancia química y térmica, pero tienen sus límites. FFKM es una mejor opción si una aplicación tiene temperaturas de funcionamiento superiores a 260 °C o inferiores a -26 °C.
FFKM también es mejor para aplicaciones con exposición a productos químicos muy agresivos que probablemente degraden el FKM.
2. Costo
FFKM es significativamente más caro que FKM. Este es un factor importante en aplicaciones donde la extrema resistencia térmica y química del FFKM es innecesaria, por ejemplo, cuando la temperatura de funcionamiento es inferior a 260 °C.
Aunque FFKM tendrá un buen desempeño, el gasto adicional no estará justificado si FKM tiene un desempeño similar.
3. Disponibilidad
Problemas recientes en la cadena de suministro han dificultado la obtención de ciertos artículos, incluidos los sellos necesarios para aplicaciones críticas en entornos extremos. Los sellos FFKM se han visto especialmente afectados por esto debido a su composición única.
Es posible que algunas empresas no puedan darse el lujo de esperar un sello FFKM. Si un sello FKM funciona razonablemente bien, puede ser necesario adquirir uno como medida provisional hasta que llegue el sello FFKM.
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Conclusión
Las industrias modernas tienen requisitos de sellado que no pueden cumplir los sellos de caucho comunes. Esto es lo que llevó al desarrollo de las juntas FKM y FFKM. La resistencia química y térmica del FFKM no tiene rival, pero los sellos de FKM siguen siendo buenos para muchas aplicaciones y menos costosos. .
Estos elastómeros tienen propiedades químicas similares, incluidos fuertes enlaces carbono-flúor. FFKM funciona mejor porque no tiene enlace carbono-hidrógeno. La elección entre estos dos materiales requiere una cuidadosa consideración del entorno operativo, el costo y la disponibilidad.
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