Quelltext der Seite Fluorkautschuk

[[Datei:Dai-el-polymer.jpg|mini|Fluorpolymer von Daikin]]
[[Datei:Dyneon-polymer.jpg|mini|Fluorpolymer von Dyneon]]
[[Datei:Tecnoflon.jpg|mini|''Tecnoflon'' von Solvay]]

Der Begriff '''Fluorkautschuk''' ([[Kurzzeichen (Kunststoff)|Abkürzung]] '''FKM''' nach DIN ISO 1629 [früher: '''FPM'''] und nach ASTM D 1418) bezeichnet eine ganze Gruppe von Kautschuken, die als gemeinsames Merkmal Vinyliden(di)fluorid (VDF) als eines ihrer Monomere besitzen. Fluorkautschuke wurden in den 1950er Jahren von [[E. I. du Pont de Nemours and Company|DuPont]] (''[[Viton]]'') entwickelt und werden heute auch von [[Solvay]] (''Tecnoflon''), [[Dyneon]] (''Dyneon™ Fluoroelastomers'') und [[Daikin]] Chemical (''Dai-El'') angeboten.

Neben den Fluorkautschuken existieren noch weitere Gruppen fluorierter Elastomere, wie z. B. [[Perfluorkautschuk]] (FFKM), Tetrafluorethylen/Propylen-Kautschuke (FEPM) und fluorierter [[Silikon]]kautschuk (FVMQ).

Die beiden wichtigsten Typen von Fluorkautschuken sind
* [[Copolymere]] von [[Vinylidenfluorid]] (VDF) und [[Hexafluorpropylen]] (HFP) und
* [[Terpolymer]]e von VDF, HFP und [[Tetrafluorethylen]] (TFE)

Durch das zusätzlich eingeführte TFE haben die Terpolymere einen höheren Fluorgehalt als die Copolymere (ca. 68–69 % im Vergleich zu 66 % bei den Copolymeren), was sich in der besseren Beständigkeit gegen Chemikalien und höheren Temperaturen widerspiegelt. Copolymere haben dagegen Vorteile beim [[Druckverformungsrest]] und der [[Tieftemperaturflexibilität]].

Daneben gibt es außerdem
* Polymerisate aus VDF, HFP, TFE und [[Perfluormethylvinylether]] (PMVE)
* Polymerisate aus VDF, TFE und [[Propen]], sowie
* Polymerisate aus VDF, HFP, TFE, PMVE und [[Ethen]]

Perfluormethylvinylether (PMVE) wird in den [[Kautschuk]]en zur Verbesserung der Tieftemperaturflexibilität eingesetzt. Die Polymerisate mit Propen sind beständiger gegen Laugen als andere FPM-Typen, quellen aber dafür in [[Kohlenwasserstoffe]]n wesentlich stärker. Polymerisate mit Ethen zeigen auch bei hohen Temperaturen noch Beständigkeit gegen [[Schwefelwasserstoff]].

== Vernetzungsmechanismen ==
Fluorkautschuke können nicht wie z. B. [[Naturkautschuk]] mit [[Schwefel]] vernetzt werden, da die Polymerketten gesättigt sind (d. h., es fehlen ihnen die zur Schwefelvulkanisation benötigten [[Doppelbindungen]]). Es wurden daher andere Mechanismen entwickelt, um die Fluorpolymere zu elastischen Netzwerken zu verknüpfen.

Das älteste Verfahren zur [[Vulkanisation]] von Fluorkautschuken ist die ''diaminische Vernetzung''. Dabei werden blockierte [[Diamin]]e als Vernetzer eingesetzt. In basischer Umgebung kann das Vinylidenfluorid [[Fluorwasserstoff]] (HF) abspalten, wodurch eine [[Polyaddition|Addition]] des [[Amine|Amin]]s an die Polymerkette ermöglicht wird. Die entstehende [[Flusssäure]] (HF) wird in der Regel durch [[Magnesiumoxid]] aufgefangen, das damit zu [[Magnesiumfluorid]] umgebildet wird. Die diaminische Vernetzung wird wegen der guten [[Adhäsion|Haftung]] zwischen [[Gummi]] und [[Metalle|Metall]], die mit diaminisch vernetzten [[Elastomer]]en erzielt wird, auch heute noch gerne eingesetzt. In wässrigen Medien zeigt sich die diaminische Verknüpfung allerdings anfällig für Hydrierung.

Moderner als das diaminische Verfahren ist dagegen der ''bisphenolische Mechanismus'' (auch Dihydroxy-Mechanismus), bei dem [[Bisphenole|Bisphenol AF]] und ein [[Quartär (Chemie)|quartäres]] [[Phosphonium]]salz als Vernetzer-Komponenten eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um einen [[nucleophile Substitution|nucleophilen Substitutions-Mechanismus]]. Im Vergleich zur diaminischen Vernetzung werden bessere Beständigkeiten gegen [[Hydrolyse]] und höhere Temperaturen sowie eine Verbesserung beim Druckverformungsrest erzielt.

Außerdem lassen sich Fluorkautschuke auch [[Peroxide|peroxidisch]] (auch [[Triazin]]-Verfahren genannt), also durch [[Radikal (Chemie)|freie Radikale]] vernetzen. Besonders wichtig ist die ''peroxidische Vernetzung'', wenn Kautschuke zum Einsatz kommen, die Perfluormethylvinylether (PMVE) enthalten, da die beiden ionischen Mechanismen durch Angriff auf das PMVE zur Zerstörung der Polymerketten führen können. In wässrigen und nichtwässrigen Elektrolyten sind peroxidisch vernetzte Fluorelastomere den Produkten anderer Vernetzungsmechanismen überlegen. Bei der [[Temperaturbeständigkeit]] rangieren sie knapp hinter den bisphenolisch vernetzten Materialien.

== Weblinks ==
* [https://www.zrunek.at/viton-fkm-fpm-fluorelastomere/download/zruelast-fpm-konstruieren-mit-fluorelastomeren.pdf Konstruieren mit Fluorelastomeren (deutsch)] (PDF-Datei; 770 kB)
* [https://www.sealseastern.com/PDF/FluoroAcsChapter.pdf Fluorine-Containing Elastomers (englisch)] (PDF-Datei; 74 kB)

[[Kategorie:Elastomer]]
[[Kategorie:Copolymer]]
[[Kategorie:Fluor]]
[[Kategorie:Kautschuk]]