FFKM O-Ringe: der leistungsstärkste O-Ring-Werkstoff

Was ist FFKM?

FFKM ist das Kurzzeichen für Perfluorkautschuk, auch Perfluorelastomer genannt. Es bezeichnet einen vollständig fluorierten Synthesekautschuk, der vor allem als Hochleistungs-Dichtungswerkstoff eingesetzt wird. Die ältere Bezeichnung FFPM steht für denselben Werkstoff, heute ist das Kurzzeichen FFKM gebräuchlich.

Der entscheidende Punkt liegt im chemischen Aufbau. FFKM besteht praktisch nur aus Kohlenstoff-Fluor-Bindungen, einer der stärksten Bindungen der organischen Chemie. Deshalb greifen selbst aggressive Medien das Material kaum an. FKM (Fluorkautschuk) ist dagegen nur teilweise fluoriert und enthält noch Wasserstoff im Molekül, was ihn empfindlicher macht.

So liest sich die Grafik: Bei FFKM trägt jede Stelle der Kohlenstoffkette ein Fluoratom (F). Es gibt keine Wasserstoffatome mehr und damit keine Schwachstelle. Die Fluoratome umhüllen die Kette lückenlos, das ist der grüne Fluor-Schutzmantel.

Genau das macht FFKM nahezu universell beständig, auch gegen heißes Wasser, Dampf, Amine und aggressive Chemie, und das bis +270 °C und höher. Anders als PTFE bleibt FFKM dabei ein echtes Elastomer mit Rückstellkraft.

Die wichtigsten Eigenschaften

• Nahezu universelle Medienbeständigkeit: beständig gegen die allermeisten Säuren, Laugen, Lösungsmittel, Kraftstoffe, Öle und heißen Wasserdampf. Konkrete Medien prüfen Sie im Medienbeständigkeits-Tool.
• Temperaturbeständigkeit: je nach Mischung von −40 °C bis +340 °C.
• Voll elastisch: anders als PTFE oder FEP-ummantelte O-Ringe bleibt FFKM elastisch und eignet sich als Flansch-, Kolben- und Stangendichtung.
• Härte: je nach Mischung 70 bis 90 Shore A.
• Zulassungen: je nach Mischung FDA, USP Class VI, 3-A und EG 1935/2004 für Food, Pharma und Hygiene.
• Lagerfähigkeit: 15 Jahre bei sachgerechter Lagerung nach DIN 7716.

Der einzige nennenswerte Nachteil ist der Preis. Perfluorkautschuk ist in der Herstellung sehr aufwendig, der Rohstoff kostet ein Vielfaches gängiger Werkstoffe. FFKM lohnt sich überall dort, wo kein anderer Werkstoff die Anforderungen erfüllt und wo Ausfallsicherheit und Standzeit zählen.

Temperaturbereiche im Vergleich

Unter den elastischen Dichtwerkstoffen deckt FFKM den höchsten Dauertemperaturbereich ab. Die Grafik stellt die Standardtypen der vier NH-Hochleistungswerkstoffe sechs gängigen Elastomeren gegenüber.

Dauereinsatztemperaturen typischer Dichtungswerkstoffe als Standardmischung, NH-Werkstoffe in Koralle. Werte sind Richtwerte je nach Mischung, maßgeblich ist das jeweilige Datenblatt.

Warum ist FFKM nahezu universell beständig?

Jeder Elastomerwerkstoff verrät über seinen Namen, woraus er aufgebaut ist. Die beiden „F" in FFKM stehen für Fluor. Fluor bildet mit dem Kohlenstoff eine außergewöhnlich stabile Bindung. Da FFKM vollständig fluoriert ist, finden Medien kaum eine Angriffsstelle.

Es gibt nur wenige Ausnahmen, bei denen Sie aufpassen sollten:

1. Medien mit hohem Fluoranteil, etwa elementares Fluor (Gleiches greift Gleiches an).
2. Geschmolzene Alkalimetalle.

In nahezu allen anderen Fällen ist FFKM chemisch unbedenklich einsetzbar.

FFKM vs. FKM: der direkte Vergleich

FKM (oft unter dem Markennamen Viton bekannt) ist der bewährte Standard für anspruchsvolle Anwendungen. FFKM geht einen deutlichen Schritt weiter.

FKM deckt einen großen Teil der industriellen Anwendungen wirtschaftlich ab. FFKM ist die Wahl, wenn Temperatur und Medien an die Grenze gehen. Mehr dazu im Beitrag FKM O-Ringe.

FFKM, ECOLAST und Kalrez: Werkstoff und Marken

FFKM ist die Werkstoffbezeichnung. Daneben gibt es mehrere Markennamen für Perfluorkautschuk verschiedener Hersteller:

• ECOLAST® ist unsere FFKM-Eigenmarke (NH O-RING)
• Kalrez® ist die FFKM-Marke von DuPont
• Simriz® stammt von Freudenberg
• Chemraz® stammt von Greene Tweed

Kalrez war über viele Jahre die bekannteste FFKM-Marke. Heute sind leistungsfähige Alternativen verfügbar. Mit ECOLAST erhalten Sie FFKM O-Ringe in europäischer Markenqualität, in über 5.000 ab Lager verfügbaren Abmessungen und ohne Mindestmengen.

ECOLAST Orientierungshilfe für andere Bezeichnungen

Liegt Ihnen eine Anfrage mit der Mischungsbezeichnung eines anderen Herstellers vor? Die folgende Übersicht nennt ECOLAST-Mischungen mit einem ähnlichen Einsatzschwerpunkt und dient ausschließlich als unverbindliche erste Orientierung für das Gespräch mit uns.

Bitte beachten: Diese Übersicht ist ausdrücklich keine Aussage über Gleichwertigkeit, Austauschbarkeit, identische Eigenschaften oder Zulassungen und keine Empfehlung, ein bestimmtes Produkt zu ersetzen. Kalrez®, Chemraz®, Perlast® und Isolast® sind Marken der jeweiligen Inhaber. NH O-RING steht in keiner geschäftlichen Verbindung zu diesen Unternehmen und nennt die Bezeichnungen ausschließlich zur Identifikation einer Anfrage. Maßgeblich ist allein das jeweilige ECOLAST-Datenblatt, die Eignung ist für jede Anwendung gesondert zu prüfen.

Angaben ohne Gewähr. Die genannten Fremdbezeichnungen helfen nur, eine vorhandene Anfrage einer passenden ECOLAST-Mischung für die weitere Klärung zuzuordnen.

ECOLAST: unsere FFKM-Mischungen

FFKM gibt es nicht in nur einer Ausführung. Über die Zusammensetzung lassen sich Temperaturbereich, Härte und Zulassungen gezielt anpassen. Unser ECOLAST-Sortiment deckt die gängigen Anforderungsprofile ab:

Die weißen Mischungen NH4700 und NH7700 sind auf Food-, Pharma- und Hygieneanwendungen ausgelegt. Alle Prüfwerte finden Sie auf der ECOLAST-Seite und in den Datenblättern.

Technische Kennwerte im Überblick

Die folgenden Werte stammen aus den ECOLAST-Datenblättern und sind nach ASTM geprüft. Die Härte wird als gerundeter Nennwert angegeben, der Druckverformungsrest gilt für 70 h bei 200 °C.

DVR = Druckverformungsrest (70 h / 200 °C). Reißfestigkeit und Reißdehnung nach ASTM D412, Druckverformungsrest nach ASTM D395 B (70 h / 200 °C), TR-10 nach ASTM D1329, Härte nach ASTM D2240. Fertigungsbedingte Schwankungen möglich, maßgeblich ist das jeweilige Datenblatt.

Woraus besteht eine FFKM-Mischung?

Eine FFKM-Mischung ist mehr als das Basispolymer. Erst das Zusammenspiel mehrerer Komponenten bestimmt Temperaturbereich, Härte, Zulassung und Druckverformungsrest:

• Basispolymer (Perfluorelastomer): der vollständig fluorierte Kautschuk. Er liefert die nahezu universelle chemische Beständigkeit.
• Vernetzungssystem: bestimmt maßgeblich die obere Temperaturgrenze und den Druckverformungsrest. Spezielle Vernetzer ermöglichen die Hochtemperatur-Typen bis +330 °C oder +340 °C.
• Füllstoffe: verstärken die mechanischen Eigenschaften. Die schwarzen Typen nutzen Ruß, die weißen Food- und Pharma-Typen NH4700 und NH7700 setzen auf helle, lebensmittelkonforme Füllstoffe. Das erklärt auch die höhere Dichte von 2,41 g/cm³ gegenüber 1,98 g/cm³ der schwarzen Standardtypen.
• Pigmente: bestimmen die Farbe, etwa Weiß für die optische Kontrolle in der Lebensmittelproduktion.

Die genaue Rezeptur und der Polymeranteil je Mischung sind herstellerspezifisch und werden auf Anfrage offengelegt. Welche Mischung zu Ihrer Anwendung passt, klären wir gern direkt mit Ihnen.

Typische Richtwerte für eine schwarze FFKM-Standardmischung. FFKM braucht keine Bisphenol-Säurefänger wie FKM. Bei unseren schwarzen ECOLAST-Mischungen liegt der organische Anteil laut TGA nach ISO 11358-1 bei rund 80 bis 84 % und der Rußanteil bei etwa 15 %. Hochreine Halbleiter- und Pharmatypen werden mit speziellen, oft vollfluorierten Füllstoffen oder ganz füllstofffrei gefahren, um Partikel und Metallionen zu vermeiden. Konkrete Rezepturen sind herstellerspezifisch.

Typische Anwendungen

Auslegung und Montage

FFKM O-Ringe legen Sie grundsätzlich genauso aus wie andere Elastomere. Nutmaße und Toleranzen bestimmen Sie bequem mit der O-Ring Nutberechnung und den O-Ring Toleranzen. Da FFKM kaum quillt, darf die Verpressung tendenziell etwas geringer ausfallen. Als Montagefett eignet sich praktisch jedes Öl oder Fett, da FFKM gegen Öle und Fette beständig ist.

Gibt es Alternativen zu FFKM?

Wenn es vor allem auf die Medienbeständigkeit ankommt und nicht auf volle Elastizität, sind FEP-ummantelte O-Ringe und PTFE O-Ringe eine preiswertere Option. Beide sind ebenfalls nahezu universell beständig. Wichtig: Diese Werkstoffe sind deutlich starrer. Der Einbauraum muss passend ausgelegt sein, FEP eignet sich nur als Flansch- und Stangendichtung, PTFE ausschließlich als Flanschdichtung.

Häufige Fragen