Es geht heiß her! In vielen Prozessindustrien wie der Halbleiterindustrie und der chemischen Industrie werden exotische Chemikalien bei hohen Temperaturen eingesetzt, um die Kommunikation, die Datenverarbeitung, saubere Energie und unzählige andere Anwendungen zu revolutionieren. In der Tat sind viele der fortschrittlichen Chemikalien nur bei hohen Temperaturen reaktiv, was neue Anforderungen an Komponenten wie Elastomerdichtungen stellt, damit sie ihre Konstruktionsziele in diesen aggressiveren Umgebungen erreichen.

Elastomere Werkstoffe wie FKM und FFKM werden häufig in zahlreichen Anwendungen in Branchen wie der Halbleiterindustrie, der Öl- und Gasindustrie sowie der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, wobei der Trend bei einigen sich entwickelnden Anwendungen zu noch höheren Temperaturen geht. Dies wirft die Frage auf, wie ein Elastomerwerkstoff am besten bewertet werden kann und wie seine Fähigkeit, unter schwierigen Bedingungen eine angemessene Lebensdauer zu erreichen, beurteilt werden kann. Zunächst muss man verstehen, dass die thermische Stabilität eine Kombination aus Zeit und Temperatur ist, die auch durch andere Faktoren wie Chemikalien oder Plasma beeinflusst werden kann.

Einer der grundlegendsten Tests zur Messung der thermischen Stabilität eines Elastomermaterials ist die thermogravimetrische Analyse (TGA), aber diese Methode liefert möglicherweise keine angemessene Darstellung der Dichtungsleistung. Die TGA misst im Wesentlichen die Gewichtsveränderung eines Materials, wenn es einer Temperaturrampe ausgesetzt oder über einen bestimmten Zeitraum bei einer bestimmten Temperatur gehalten wird. In Kombination mit einem Massenspektrometer können die thermischen Abbauprodukte oft identifiziert werden. Diese Methode ist zwar nützlich, um den gesamten thermischen Abbauprozess zu verstehen, doch kann es schwierig sein, sie mit der Langlebigkeit einer Dichtung in einer Anwendung in Verbindung zu bringen.

Der Druckverformungsrest ist ein Maß für die Fähigkeit eines Elastomers, seine ursprüngliche Dicke wieder anzunehmen, nachdem es bis zu einer bestimmten Verformung zusammengedrückt und über einen bestimmten Zeitraum bei erhöhter Temperatur gehalten wurde. Ein hoher Druckverformungsrest wird oft mit einer schlechten thermischen Stabilität von Elastomerdichtungen in Verbindung gebracht, da die Folge eine Verringerung der Dichtkraft ist. Eine gängige Praxis zur Abschätzung der oberen Gebrauchstemperatur eines Dichtungsmaterials ist die Durchführung von Langzeit-Druckverformungsrestmessungen über 1000 Stunden oder mehr. Datensätze bei verschiedenen Temperaturen werden dann verwendet, um die Temperatur zu bestimmen, bei der das Material nach 1000 Stunden einen Druckverformungsrest von 80 % erreicht. Andere Kombinationen von Zeit und Druckverformungsrest können je nach Anwendungsfall gewählt werden.

Die Druckspannungsrelaxation (CSR) ist ein Maß für die elastische Kraft, die das Elastomer bei einer konstanten Durchbiegung über einen bestimmten Zeitraum und bei einer bestimmten Temperatur aufbringt. Diese elastische Kraft oder Dichtungskraft kann kontinuierlich oder während der Alterung des Materials in bestimmten Zeitabständen erfasst werden. Wenn die minimale Dichtungskraft zur Aufrechterhaltung der Dichtungsintegrität für eine bestimmte Anwendung gut bekannt ist, kann anhand der CSR-Messungen eine obere Gebrauchstemperatur oder die Langlebigkeit bei einer bestimmten Temperatur abgeschätzt werden. Während die CSR-Prüfung für Dichtungen in der Anwendung am repräsentativsten ist, gibt es für Elastomere im Vergleich zum Druckverformungsrest nicht so viele historische Daten zum Vergleich.

Es liegt auf der Hand, dass die Kenntnis der thermischen Stabilität und der oberen Einsatztemperatur von Elastomerdichtungen für die Auswahl der richtigen Materialien und die Vorhersage der Langlebigkeit von entscheidender Bedeutung ist. 

Die Formulierungswissenschaftler, Anwendungsingenieure und Marketingteams von Greene Tweed haben Chemraz®- und Fusion®-Elastomerdichtungen entwickelt und entwickeln sie weiter, um den sich wandelnden Herausforderungen der Industrie gerecht zu werden. Durch die Zusammenarbeit mit unseren Kunden bei ihren technischen Problemen von heute und den zu erwartenden Herausforderungen von morgen stellen wir eine kontinuierliche Versorgung mit Lösungen sicher, die unsere gemeinsame Zukunft ermöglichen. Bitte wenden Sie sich an einen Vertreter von Greene Tweed, um mehr darüber zu erfahren, wie Sie die Leistung Ihrer Dichtung testen können.