Advanced Polymer Architecture

Erklärtes Ziel der DuPont Dow-Ingenieure war Viton-Spezialtypen bereitzustellen, die sich besser und leichter verarbeiten lassen, dabei aber die Gebrauchseigenschaften nicht zu beeinträchtigen, sondern für spezielle Anwendungen gezielt zu verbessern.

Die Verarbeitungseigenschaften ebenso wie die physikalischen Eigenschaften von Polymeren hängen vom Bau der Hauptketten, ihren Monomeren und besonders den funktionellen Endgruppen und den Vernetzungsstellen ab. Hauptkettenmonomere beeinflussen beispielsweise die Festigkeit des Elastomers, die Glasübergangstemperatur, die Vernetzbarkeit und besonders das Fließverhalten. Beim Fließverhalten, den Vernetzungs- und Entformungseigenschaften spielen auch die Endgruppen eine nicht unwesentliche Rolle. Die Monomere an den Vernetzungsstellen wirken sich besonders auf Vernetzungsgrad- und-geschwindigkeit aus und prägen damit Eigenschaften wie Druckverformungsrest, Reißfestigkeit und Hitzebeständigkeit. Um die Viton-Typen leichter verarbeitbar zu machen und Spezialtypen für anspruchsvolle Einsatzgebiete zu generieren, muss man die Makromoleküle sehr gezielt verändern. Hier steckt das Know-how der APA (Advanced Molecule Architecture)-Technologie.

Resultat dieser Technologie sind Polymere, die bis zu 30% schneller fließen. Größere und komplexere Werkzeuge können somit gefüllt werden und Angussquerschnitte reduziert werden. Durch die schnellere Extrusion mit geringerer Strangaufweitung werden gleichmäßigere Rohr- und Schlauchquerschnitte ermöglicht.

Ein zweiter Effekt ist, dass APA-Polymere schneller und mit einem höheren Vernetzungsgrad vernetzt und so schneller verarbeitet werden können, was sich wiederum vorteilhaft auf die Gebrauchseigenschaften auswirkt. Die Vernetzungsgeschwindigkeit lässt sich dabei über den Peroxid-Anteil einstellen.

Ein dritter wichtiger Vorteil ist die leichtere Entformbarkeit. Im Pressform-Test verringerte sich der Anteil an durchschnittlich im Versuchswerkzeug anhaftenden Teilen von ca. 40% auf 1%.

Gegenüber den bisher verfügbaren Typen ergibt das neue Viton mit verbesserter Polymerarchitektur widerstandsfähigere und haltbarere Dichtungen mit besserer Beständigkeit gegenüber hohen und tiefen Temperaturen (bis -46 °C, statisch) in Gegenwart aggressiver Medien wie Öle, Kraftstoffe, Lösemittel, Säuren und Dampf.

Fluorelastomere benötigen in der Regel problematische Zusatzstoffe wie Bleioxid für eine Beständigkeit gegenüber heißem Wasser und Dampf. Viton GBL-S bewies in Quellversuchen seine Eignung auch ohne den Zusatz von Metalloxiden.

Weitere Vorteile der neuen Viton-Typen in der Übersicht:

• geringere Quellung in Wasser

• geringere Empfindlichkeit gegenüber Dehnbeanspruchung bei der automatisierten Montage

• längerer Erhalt der Dichtwirkung und verlängerte Standzeiten

• besserer Druckverformungsrest, getempert und ungetempert

• verbesserte O-Ring-Eigenschaften bei tiefen Temperaturen

Einen Überblick über die verschiedenen Spezialtypen gibt die Abbildung. Zu den ersten der jetzt kommerziell verfügbaren Produkte zählen die peroxidisch vernetzbaren Typen Viton GF-S, GBL-S, GLT-S, GBLT-S und GFLT-S. Viton TBR-S und IBR-S sowie Viton Extreme ETP-S mit ihrer sehr guten Beständigkeit gegen Basen und ihrer hohen Elastizität bei tiefen Temperaturen sollen im vierten Quartal 2002 verfügbar sein.