I combustibili sintetici hanno lo scopo di migliorare significativamente l'impronta climatica degli azionamenti convenzionali. I nuovi risultati della ricerca sui materiali presso Freudenberg Sealing Technologies ora mostrano quale influenza abbia l'OME, che viene discusso come sostituto del diesel, sulla stabilità a lungo termine delle guarnizioni. Di conseguenza, le guarnizioni basate sul già diffuso materiale fluororubber (FKM) sono fondamentalmente adatte anche per combustibili rinnovabili. Ma ci sono differenze sorprendentemente grandi tra i singoli tipi di FKM.

Per ridurre le emissioni di CO2 dal traffico stradale, l'industria automobilistica non fa affidamento esclusivamente su azionamenti elettrici. Anche i motori convenzionali a combustione interna dovrebbero diventare più rispettosi del clima attraverso l'uso di combustibili sintetici. Questi sono combustibili liquidi o gassosi che non sono prodotti sulla base del petrolio greggio fossile, ma con l'aiuto dell'energia solare ed eolica da carbone e idrogeno. Essi possono essere miscelati con i carburanti convenzionalmente prodotte e quindi ottenere subito una riduzione delle emissioni CO2, a condizione che il carbonio utilizzato è stato recuperato sia dall'aria precedentemente depositato o da gas di scarico industriali inevitabili. Finora, tuttavia, c'è poca esperienza su come i nuovi carburanti influenzano la stabilità a lungo termine delle guarnizioni nei sistemi di alimentazione.  

Per la prima volta testato comportamento di tenuta

Nelle prove intensive i fornitori Freudenberg Sealing Technologies ha per la prima volta esaminato il comportamento dei materiali sigillanti, OME periodo prolungato ( "Oxymethylenether"), uno dei combustibili più parlato-sintetico, sono stati esposti. I carburanti di prova consistevano in un diesel standard miscelato con OME in concentrazioni che vanno da 10 a 30% di frazione volumetrica. Ulteriori esperimenti sono stati condotti con OME puro e come riferimento con 100% di gasolio fossile.

è stato misurato, l'espansione del volume e la variazione della resistenza meccanica dei vari materiali di tenuta, ovvero FKM con contenuto di fluoro differente, FFKM, NBR e EPDM, che sono stati memorizzati con gli standard per un periodo di 168 h ad una temperatura di 125 ° C in mezzi di test. Con le combinazioni di combustibile individuali, è stato condotto uno studio di outsourcing per un periodo di 1000 h per studiare gli effetti a lungo termine. Più il materiale si gonfia durante questo periodo, più diminuisce la forza, che è particolarmente evidente in una diminuzione dell'allungamento alla rottura.

Scudo protettivo per il materiale di base

Perché l'esperto nella valutazione di questo nuovo sistema di alimentazione è uguale a un polimero relativamente costoso come l'FKM? Dr. Boris trottatore, responsabile dello sviluppo globale di materiali da Freudenberg Sealing Technologies, spiega la selezione come "atomi di fluoro sono molto più grandi atomi di carbonio e formano una sorta di scudo protettivo per il materiale di base della guarnizione così. Inoltre, i composti di carbonio e fluoro sono altamente simmetrici, neutralizzando i centri di carica. L'effetto che si è visto, ha somiglianze con antiaderente padella on roll off di acqua e grasso. "Applicato ai carburanti, ciò significa che i componenti non solo non polari come gli idrocarburi ma anche composti polari come acqua ed etere sono schermati e quindi causa solo un lieve gonfiore.

I risultati hanno sorpreso anche gli specialisti dei materiali esperti: Pure OME ha prodotto quasi tutti i materiali di tenuta testati in un'espansione del volume, che era molto al di sopra dei soliti valori di rigonfiamento. Sorprendente era il quadro emerso nelle miscele FKM. Ci si sarebbe aspettati che con l'aumentare del contenuto di fluoro, il gonfiore del volume diminuisse. Ma non era così, quindi l'espansione del volume non è lineare con il contenuto di fluoro. Questa anomalia è dovuta alla correlazione con il contenuto di idrogeno nel tipo FKM: un alto contenuto di idrogeno porta anche a valori elevati di gonfiore. Di conseguenza, il perfluororubber (FFKM), che è stato anche testato, aveva valori molto buoni, ma questo è considerevolmente più costoso. In puro OME mostra anche un EPDM a basso gonfiore.

La qualità del carburante può variare

La serie di test ha anche dimostrato che con un additivo OME fino alla frazione in volume di 30% di tutti i materiali FKM testati aveva un gonfiore ad un livello significativamente più basso. Dietro Trotter vede un messaggio positivo: "Potremmo sostituire una certa proporzione del combustibile diesel fossile da OME con materiali attualmente disponibili immediatamente" Allo stesso tempo, l'esperto mette in guardia: "La nostra esperienza dimostra che - soprattutto al di fuori dell'Europa - la qualità del carburante reale non è controllato da additivi può variare notevolmente. Pertanto, la scelta dei materiali di tenuta dovrebbe sempre essere effettuata in collaborazione con specialisti ".

Per più di un decennio, lo specialista di foche ha condotto serie di test per esplorare il modo in cui le composizioni fluttuanti del carburante influenzano i materiali delle guarnizioni. Nei nostri laboratori, il comportamento di rigonfiamento è stato studiato in esteri metilici di soia e oli vegetali idrogenati. Inoltre, i ricercatori hanno sviluppato il proprio concetto di banco di prova, con il quale la permeabilità dei combustibili può essere esaminata dal materiale sigillante, che viene continuamente esposto a un certo combustibile per lungo tempo. In tal modo, è stato osservato l'effetto dell'apriporta che piccole molecole polari come il metanolo hanno su idrocarburi altrimenti impermeabili: la permeabilità cambia nel tempo.

Tutto sommato, i materiali FKM si sono rivelati superiori in tutte le serie di test, in base ai quali non solo il contenuto di fluoro, ma l'intera struttura del materiale ha deciso su resistenza e tenuta. Traber non vede quindi alcun ostacolo fondamentale all'introduzione di combustibili rigenerativi: "Se correttamente progettati, i materiali adatti sono già disponibili oggi."