FFKM

Kauczuk perfluorowy (FFKM, ang. perfluoroelastomer) to specjalny elastomer fluorowy zaliczany do materiałów przeznaczonych do pracy w warunkach szczególnie wysokich wymagań chemicznych, termicznych i eksploatacyjnych. W ujęciu chemicznym perfluoroelastomery są wulkanizatami mieszanek opartych m.in. na kopolimerach tetrafluoroetylenu i perfluoro(eterów alkilowo-winylowych).

Charakterystyka i właściwości

FFKM łączy elastyczność typową dla gumy z bardzo wysoką odpornością charakterystyczną dla fluoropolimerów. Materiał jest stosowany tam, gdzie uszczelnienie lub inny element elastomerowy musi zachować funkcję w kontakcie z agresywnymi chemikaliami, gazami procesowymi, plazmą, próżnią oraz w podwyższonej temperaturze.

Do najważniejszych cech kauczuków perfluorowych należą:

• wysoka odporność chemiczna, w tym w środowiskach agresywnych dla wielu innych elastomerów,
• wysoka stabilność termiczna; specjalne gatunki FFKM mogą być przeznaczone do pracy ciągłej do ok. 320°C,
• odporność na plazmę, m.in. fluoru, tlenu i wodoru w wybranych gatunkach przeznaczonych dla mikroelektroniki,
• możliwość uzyskania wysokiej czystości materiału, niskiego odgazowywania i niskiej emisji cząstek, istotnych w zastosowaniach próżniowych i półprzewodnikowych,
• dobra trwałość uszczelnień w warunkach wysokiej temperatury, agresywnej chemii i zmiennych warunków pracy.

Właściwości konkretnego wyrobu zależą nie tylko od samego elastomeru, lecz także od receptury mieszanki, systemu sieciowania, napełniaczy, czystości surowca i warunków eksploatacji. Z tego względu przy doborze FFKM uwzględnia się rzeczywiste medium robocze, temperaturę, ciśnienie, charakter pracy uszczelnienia oraz wymagania dotyczące czystości procesu.

Zastosowania

Kauczuki perfluorowe są materiałami specjalnymi i kosztownymi, dlatego stosuje się je przede wszystkim w aplikacjach krytycznych, w których awaria uszczelnienia, zanieczyszczenie procesu albo przestój instalacji generują wysokie koszty lub ryzyko bezpieczeństwa.

Typowe zastosowania obejmują:

• przemysł półprzewodnikowy – O-ringi, uszczelnienia zespolone, zawory zasuwowe i bramowe, pokrywy komór, elementy pomp próżniowych, uszczelnienia do procesów osadzania, trawienia, ash/strip, czyszczenia plazmowego i procesów termicznych,
• przemysł chemiczny i petrochemiczny – uszczelnienia pracujące w kontakcie z agresywnymi mediami i w podwyższonej temperaturze,
• energetykę i instalacje procesowe – elementy wymagające niezawodności w trudnych warunkach pracy,
• lotnictwo, technikę kosmiczną i transport specjalistyczny – zastosowania wymagające wysokiego bezpieczeństwa materiałowego,
• medycynę, farmację i nauki biologiczne – wybrane uszczelnienia oraz komponenty tam, gdzie istotna jest odporność chemiczna i czystość materiału.

FFKM a PFAS i kwestie środowiskowe

Perfluoroelastomery należą do szerszej grupy elastomerów fluorowych, których rynek podlega rosnącej presji regulacyjnej związanej z substancjami per- i polifluoroalkilowymi (PFAS). Same fluoropolimery i fluoroelastomery są często wskazywane jako polimery o innym profilu toksykologicznym niż niskocząsteczkowe PFAS, jednak istotne zastrzeżenia dotyczą m.in. substancji pomocniczych, emulgatorów, pozostałości procesu polimeryzacji, emisji podczas przetwarzania oraz zagospodarowania odpadów.

W odpowiedzi na wymagania rynku producenci rozwijają gatunki FFKM wytwarzane bez stosowania fluorowanych surfaktantów lub fluorotensydów klasyfikowanych jako PFAS. Takie materiały są kierowane zwłaszcza do zastosowań półprzewodnikowych, gdzie jednocześnie wymagane są odporność chemiczna, odporność na plazmę, wysoka czystość i ograniczenie ryzyka regulacyjnego w łańcuchu dostaw.