I riempitivi ad alte prestazioni consentono guarnizioni FKM chiare e performanti – senza carbon black

Da decenni nelle applicazioni di tenuta più impegnative, come componenti del vano motore e del powertrain, sistemi di alimentazione per aeromobili o l’industria dei processi chimici, gli elastomeri fluorurati (FKM) sono il materiale di riferimento. Per le moderne guarnizioni in FKM, tuttavia, non contano solo la resistenza ai fluidi e alle alte temperature, ma soprattutto il mantenimento a lungo termine della forza di tenuta, la stabilità dimensionale e un aspetto superficiale controllato per tutta la vita utile.

Il carbon black è da lungo tempo considerato il riempitivo di riferimento per il rinforzo degli elastomeri. Il suo colore nero intrinseco, però, ne esclude l’utilizzo in compound FKM chiari o colorabili. I riempitivi minerali ad alte prestazioni rappresentano qui un’alternativa efficace: permettono di ottenere compound chiari e facilmente colorabili e consentono, grazie a una morfologia delle particelle mirata e a specifici trattamenti superficiali, una regolazione precisa delle proprietà meccaniche e fisiche.

Studio comparativo in un sistema FKM standardizzato

In uno studio comparativo, HPF The Mineral Engineers ha analizzato dieci riempitivi ad alte prestazioni in un sistema base FKM standardizzato, reticolato a perossido (Viton™ GBL 600S). Tutti i compound sono stati formulati con sistemi di reticolazione identici, in modo che le differenze riscontrate fossero chiaramente attribuibili al tipo di riempitivo e al trattamento superficiale. Come riferimento è stato utilizzato un compound con carbon black (N990).

Sono stati confrontati Wollastoniti a morfologia ago-corta e trattati in superficie della serie Tremin® 283 600, nonché Caolini in due varianti: Caolino idrato (Chinafill KBE 1) e Caolino calcinato (CALK 89/1.3). Le prove hanno incluso reologia e comportamento di reticolazione, proprietà meccaniche e resistenza alla propagazione dello strappo, durezza e deformazione permanente a compressione, invecchiamento in aria calda e resistenza ai fluidi in olio e carburante.

Il risultato: a parità di durezza target, i compound caricati con minerali offrono materiali FKM chiari e colorabili, con un comportamento di lavorazione ben prevedibile e vantaggi evidenti rispetto al carbon black – in particolare una minore deformazione permanente a compressione, un’elevata resistenza allo strappo e una buona stabilità dimensionale.

Tremin® 283-600 come soluzione “360” bilanciata

Il Wollastonite ad ago corto della serie Tremin® 283-600 ha mostrato il profilo di proprietà complessivamente più equilibrato.

Finestre di Mooney e di reticolazione ristrette consentono processi stabili, mentre i manufatti finiti combinano una bassa deformazione permanente a compressione con una buona resistenza meccanica e un allungamento sufficiente. I diversi trattamenti superficiali permettono una regolazione fine mirata delle prestazioni.

I caolini completano il portafoglio con profili chiaramente differenziati: il caolino idrato offre, a seconda del trattamento in superficie, un’elevata resistenza oppure un’elevata flessibilità, mentre il caolino calcinato si distingue soprattutto per la stabilità dimensionale, la bassa deformazione permanente a compressione e il ridotto rigonfiamento nei fluidi.

I riempitivi minerali ad alte prestazioni superano il carbon black, a parità di durezza, in criteri decisivi per le guarnizioni e consentono al contempo lo sviluppo di compound FKM chiari, conformi alle esigenze di design e sostenibilità. Rappresentano un’alternativa a tutti gli effetti per applicazioni di tenuta ad alte prestazioni.