SIMRIZ PERFLUORELASTOMERE

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1 SIMRIZ PERFLUORELASTOMERE HOCHLEISTUNGSWERKSTOFFE FÜR EXTREME ANFORDERUNGEN IN DER PROZESSINDUSTRIE

2 SIMRIZ Emissionen verringern, Leckagen verhindern, Wartungsintervalle verlängern und damit die Umwelt schützen: die richtige Dichtung macht all das möglich. Perfluorelastomere sind die logische Konsequenz aus den immer höheren Anforderungen, die an Dichtungslösungen gestellt werden. Wer Freudenbergs Premiumcompounds der Simriz Perfluorelastomere-Familie einsetzt, reduziert das Risiko einer Leckage und damit den Austritt von Chemikalien in die Natur oder die Verunreinigung von Lebensmitteln und Pharmazeutika. Bei Simriz-Perfluorelastomeren (FFKM) kommen spezielle perfluorierte (wasserstoffarme) Monomere zum Einsatz, die aufgrund der hohen Bindungsenergie zwischen Kohlen stoff- und Fluoratomen eine hervorragende thermische und chemische Beständigkeit erzeugen. Im Vergleich zu eben falls hochbeständigen Kunststoffen wie PTFE verfügt FFKM darüber hinaus über gummielastische Eigenschaften. Damit sind Simriz-Werk stoffe universell einsetzbar: in statischen und dynamischen Anwendungen sowie bei hohen Temperaturen, Drücken und starken Schwankungen dieser Parameter. Dichtungen aus Simriz kommen dort zum Einsatz, wo hohe chemische und/oder thermische Anforderungen herrschen, die von anderen Elastomeren nicht erfüllt werden können, oder wo sehr hohe Sicherheitsstandards eingehalten werden müssen, die mit anspruchsvollen Wartungs- und Instandhaltungsvorgaben verbunden sind. Werkstoff Farbe Industrie Temperatureinsatzbereich Besonderheiten Anwendung Datenblatt 75 Simriz 494 Schwarz Lebensmittel, Pharmazie bis +230 C EU (VO) 1935/2004 FDA USP Ch. 87 USP Ch Class VI ADI free Membranen auf Anfrage 75 Simriz 506 Weiß Lebensmittel, Pharmazie bis +230 C EU (VO) 1935/2004 FDA USP Ch. 87 USP Ch Class VI ADI free Formteile 70 Simriz 491 Schwarz Chemie - 20 C (statisch) bis +230 C ADI free Standardmaterial Formteile Membranen 80 Simriz 492 Schwarz Chemie - 10 C (statisch) bis +230 C Hoch-shorige Variante des Standardtyps Formteile 75 Simriz 495 Schwarz Chemie bis +250 C ADI free Standardmaterial 85 Simriz 496 Schwarz Chemie bis +260 C Hoch-shorige Type für Anwendungen mit starken Druckabfällen 75 Simriz 497 Schwarz Chemie bis +325 C Hochtemperaturmaterial Formteile 2

3 SIMRIZ IN DER CHEMIEINDUSTRIE SIMRIZ 491, 492, 495, 496 UND 497 Anlagenbauer und -betreiber erwarten einen leckagefreien Betrieb mit maximalen Standzeiten und minimalen Wartungsintervallen. Simriz Per fluorelastomere zeichnen sich durch eine nahezu universelle chemische Beständigkeit aus und gewährleisten damit störungsfreie Prozesse auch bei Verwendung aggressiver Medien oder bei hohen Temperatureinsatzbereichen. Methanol Wasser Wasserdampf Lösemittel Säuren Simriz 491 Simriz 495 Simriz 497 Amine Laugen Netzdiagramm für chemische Beständigkeit SIMRIZ 491 UND 495 Die Standardmaterialien der Simriz-Werkstofffamilie, Simriz 491 und Simriz 495, sind auf eine möglichst breite chemische Beständigkeit ausgelegt. Die beiden Werkstoffe unterscheiden sich hauptsächlich in ihrer Härte und den Verarbeitungsmöglichkeiten. Das etwas weichere Simriz 491 wird vorrangig für kundenspezifische Präzisionsformteile verwendet, während das um fünf Shore härtere Material Simriz 495 hauptsächlich als O-Ring-Material verarbeitet wird. Im Prüflabor der Freudenberg Forschungsdienste wurde die Eigenschaftsänderung von Perfluorelastomeren im Kontakt mit in der Chemie üblichen Medien wie Aminen, Laugen und Säuren untersucht. Teil dieser Prüfung war eine Medieneinlagerung nach DIN ISO 1817 in unterschiedlichen aggressiven Medien bei Temperaturen um den jeweiligen Siedepunkt mit anschließender Ermittlung der Volumen- und Härteänderungen. Simriz 491 und Simriz 495 gehören zu den wenigen Materialien, die in allen durchgeführten Prüfungen mit einer Quellung von unter 10 % bestehen konnten. Damit gehören sie zu den vier besten am Markt befindlichen Werkstoffen. Das Netzdiagramm, bei dem die Zahl 100 das beste erreich bare Einlagerungsergebnis darstellt, zeigt, dass hinsichtlich der chemischen Beständigkeit nur geringe Unterschiede zwischen den untersuchten Werkstoffen bestehen. Simriz 491 hat die beste Performance in Wasser und Laugen, während Simriz 495 in Lösemitteln und Laugen hervorsticht. 3

4 DVR in % Luft 72 h/200 C Wasser 72 h/200 C Wasserdampf 72 h/200 C Simriz 497 Hochtemperatur- Werkstoffe anderer Hersteller Benchmark Druckverformungsrest (DVR) nach DIN ISO 815 SIMRIZ 492 UND 496 Für den Einsatz in Bereichen, in denen hohe Drücke herrschen, bietet Freudenberg die zwei hoch-shorigen Werkstofftypen 80 Simriz 492 und 85 Simriz 496. Letzterer Werkstoff ist die härteste Variante der Simriz-Familie und auch bei Anwendungen mit explosiver Dekompression anwendbar. SIMRIZ Simriz 497 hat mit einer Maximaltemperatur von +325 C den mit Abstand größten Temperatureinsatzbereich innerhalb der Simriz-Werkstoffpalette. In aggressiven Medien sind die Quellwerte etwas höher als bei den Standardmaterialien. Dennoch ist Simriz 497 in den meisten Chemikalien zuverlässig einsetzbar. Es zeichnet sich durch die beste Elastizität im Vergleich zu den am Markt befindlichen Hochtemperaturmate rialien aus. Gezeigt wird dies anhand des Druckverformungs restes (DVR), der die Rückstelleigenschaften des Materials nach einer Verpressung beziffert. Das Säulendiagramm zeigt die DVR-Werte verschiedener Per fluorelastomere, gemessen nach DIN ISO 815, mit einer Kompression von 25 %. Die verpressten O-Ringe wurden Luft, Wasser oder Dampf bei einer thermischen Belastung in Höhe von +200 C ausgesetzt. Simriz 497 beweist seine heraus ragenden Eigenschaften gegenüber den anderen Werkstoffen auf dem Markt, indem es in Wasser und Dampf die beste Elastizität und damit die höchste Lebensdauer zeigt. Auch im Medium Luft zeigt Simriz 497 hervorragende Leistungen. 4

5 SIMRIZ IN DER LEBENSMITTEL- UND PHARMAINDUSTRIE SIMRIZ 494 UND 506 Hochreine, gesundheitlich unbedenkliche Produktionsprozesse sind in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie unverzichtbare Grundlagen für marktgerechte und an zahlreiche Auflagen gebundene Produkte. Zur Simriz-Familie gehören darum auch die branchenspezifischen Compounds Simriz 494 und Simriz 506, die mit ihrer Reinheit und gesetzlichen Konformität die höchste Sicherheit im Sinne der öffentlichen Gesundheit bieten. Methanol Wasser Wasserdampf Lösemittel Säuren Netzdiagramm für chemische Beständigkeit Amine Laugen Simriz 494 Simriz 506 Simriz 495 FREIGABEN UND KONFORMITÄTEN In der Lebensmittel- und Pharmaindustrie müssen Dichtungen so zusammengesetzt sein, dass eine hygienische Produkton gewährleistet ist. Die amerikanische FDA (Food and Drug Administration) gibt neben den zulässigen Inhaltsstoffen auch maxima le Extraktionswerte in bestimmten Medien vor. Simriz fällt unter den Geltungsbereich der Code of Federal Regu lations 21 CFR In Chapter 88 der USP (United States Pharmacopeia Convention Inc.) sind die Prüfbedingungen für Elastomere und Kunststoffe vorgegeben. Wird ein Werkstoff als USP Class VI eingestuft, gilt er als uneingeschränkt biokompatibel. Die europäische Verordnung 1935/2004 schreibt vor, dass keine Bestandteile der Dichtung, welche die Zusammensetzung des Lebensmittels in bedenklicher Art und Weise verändern könnten, auf das Produktionsgut über gehen dürfen. Darüber hinaus hat Freudenberg diese Werkstoffe einer Extractables-Studie unterzogen. Die Extraktwerte von Simriz 494 und 506 in Ethanol und Hexan befinden sich unterhalb der Nachweisgrenze. SIMRIZ 494 UND 506 Das schwarze Simriz 494 und das weiße Simriz 506 entsprechen diesen gesundheitsrelevanten Vorgaben. Die rußfreie weiße Variante wird vor allem dann gewählt, wenn ein besonders strenges Augenmerk auf der Hygiene liegt. Im Gegensatz zu weißen Wettbewerbsmaterialien bietet Simriz 506 trotz mineralischer Füllstoffe nahezu dieselben mechanischen Eigenschaften wie das schwarze Pendant. Das Netzdiagramm zeigt die Leistung von Simriz 494 und Simriz 506 im Vergleich zum Standardmaterial Simriz 495 in verschiedenen Chemikalien. Dabei steht die Zahl 100 für das bestmögliche Einlagerungsergebnis. Die Beständigkeit der Werkstoffe ist in allen Medien trotz leichter Unterschiede umfangreich und sehr gut. 5

6 vol. in % Simriz EPDM NBR HNBR FKM Lagerung in SIP-Reiniger mit H 2 O 2 bei +60 C Lagerung in CIP-Reiniger mit HNO 3 bei +80 C Volumenänderung nach Einlagerung über 168 Stunden in Reinigungsmedien HERAUSFORDERUNGEN Für die gängigen Anforderungen in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie erscheint Simriz auf den ersten Blick over-engineered. Seine Wirtschaftlichkeit zeigt sich jedoch in der ganzheitlichen Betrachtung der auftretenden Wartungs- und Stillstandskosten. Auch die Gefahr von kostspieligem Ausschuss durch Dichtungsleckage kann ein Argument für die Verwendung von Simriz sein. Simriz kommt dann zum Einsatz, wenn die Beständigkeit herkömmlicher Elastomere wie EPDM oder FKM nicht mehr ausreichend, gummielastisches Verhalten jedoch zwingend erforderlich ist, sodass kein Kunststoff ver wendet werden kann. Dank minimaler Volumenausdehnung entsprechen Simriz-Dichtungen zudem der Forderung nach Hygienic Design, das enge, totraumfrei ausgelegte Nuten vorschreibt. Treten also hohe Temperaturen, anspruchsvolle Medien wie beispielsweise Aromen oder aggressive Lösemittel auf, kann es durchaus möglich sein, dass nur Simriz als Dichtungswerkstoff infrage kommt. Ebenfalls charakteristisch für die Lebensmittel- und Pharma industrie ist die Reinigung im CIP-/SIP-Verfahren (Cleaning In Place, Sterilization In Place), also ohne Demontage der Anlage. In Dosieranlagen, die CIP-/SIP- Medien als Konzentrate enthalten, ist der Einsatz von Simriz sinnvoll. Das Säulendiagramm zeigt beispielhaft die Quellwerte von Simriz 494 in CIP-/SIP-Medien. Die Quellwerte sind im Vergleich zu üblichen Elastomeren wie EPDM und FKM deutlich niedriger. 6

7 ANWENDUNGEN Ob in Pumpen, Ventilen oder Gleitringdichtungen Simriz-Produkte stellen vor allem durch ihre Lang lebig keit ihren Wert unter Beweis. Längere Wartungsintervalle bedeuten längere Betriebszeiten und damit niedrigere Kosten für maximale Anlageneffizienz. O-RINGE O-Ringe sind aufgrund ihrer Bauform und der einfachen Montage das am häufigsten eingesetzte Dichtelement, ohne das kaum eine Konstruktion auskommt. Sie eignen sich für statische Anwen dungen wie zum Beispiel als Deckeldichtung oder im dynamischen Umfeld zur Abdichtung bewegter Stangen, Kolben oder rotierender Wellen. Diverse nationale und internationale Standards gewährleisten eine gute Verfügbarkeit. Zöllische und metrische O-Ringe sind bei Freudenberg ab Lager verfügbar. Auch für zahlreiche Nicht- Standardmaße sind Werkzeuge vorhanden. FORMTEILE Formteile werden nach Kundenvorgaben entwickelt und zeichnen sich durch applikationsorientiertes Design aus. Die Auslegung durch unsere Experten basiert auf jahrelanger Erfahrung und modernsten Techniken wie der Berechnung nach der Finite-Elemente-Methode (FEM). Das Resultat ist eine maßgeschneiderte Dichtung. So lassen sich Profildichtungen für hygienische Ventile, Klappendichtungen oder komplizierte Formteile wie beispielsweise Faltenbälge individuell realisieren. MEMBRANEN Besteht für Konstrukteure die Notwendigkeit, bei bestimmten Anwendungen Bauteile flexibel mit einander zu verbinden, Räume zwischen ihnen zu trennen und gleichzeitig eine dichte Trennwand zu schaffen, kann diese Aufgabe fast immer durch den Einsatz einer Membran aus elas tischen Werkstoffen gelöst werden. Mit Simriz lassen sich alle Grundformen wie Flach-, Tellerform-, Sickenform- und Rollmembranen verwirklichen. Zusätzlich zur reinen Elastomerausführung sind auch Varian ten mit druckverstärkendem Gewebe oder eine Anbindung an Metall realisierbar. 7

8 FREUDENBERG Freudenberg Sealing Technologies Freudenberg Process Seals GmbH & Co. KG Lorscher Straße Weinheim, Germany Telefon: +49 (0) Telefax: +49 (0)