Elastomere bestehen bekanntermaßen aus einer Vielzahl verschiedener Inhaltsstoffe. Besonders niedermolekulare organische Verbindungen können durch entsprechende Lösemittel – sogar Wasser – aus der Matrix gelöst werden. Nochmals deutlich stärker tritt dieser auch „Leaching“ genannte Effekt bei vollentsalztem Wasser (VE-Wasser) auf. Im Falle einer Extraktion von elastomeren Inhaltsstoffen kommt es zwangsläufig zu einer messbaren Volumenschrumpfung mit entsprechenden Folgen für die Dichtwirkung. Gleichzeitig sind die verschiedenen Medien – abhängig von ihrer Polarität – in der Lage, in die Elastomermatrix einzudiffundieren und damit das Volumen messbar zu vergrößern. Treten beide Effekte durch Überlagerung gemeinsam auf, ändert sich der Dichtungswerkstoff in seiner Zusammensetzung und damit in seinen Eigenschaften grundlegend, ohne dies jedoch durch eine signifikante Volumenänderung bemerkbar zu machen. Neben diesen rein physikalischen sind auch chemische Vorgänge möglich. Medieninduziert können Änderungen der mechanischen Eigenschaften, zum Beispiel Verlust der Elastizität oder Verhärtung und damit Verlust der Dichtfunktion auftreten. Gleichzeitig wandeln sich die Eigenschaften. Um diese Modifikationen sicher erfassen zu können, werden bei der Werkstoffeignungsprüfung neben der Massen- und Volumenänderung auch die Veränderungen der mechanischen Eigenschaften messtechnisch genau erfasst. Die entscheidenden Parameter sind neben der Härte die Reißdehnung, die Spannung bei 100 Prozent Dehnung und die Zugfestigkeit. Erst die Kenntnis aller dieser Eigenschaften ermöglicht eindeutige Aussagen über die Tauglichkeit von Dichtungen – insbesondere auch im Kontakt mit VE-Wasser. Abhängig vom Einsatzfall haben sich verschiedene Grenzwerte für die Änderungen der Eigenschaften bewährt. Anwendungsgrenzen für die Massen- und Volumenänderung sind je +/- 5 Prozent beziehungsweise +/- 10 Prozent und bei Änderungen der mechanischen Werte +/- 15 Prozent bzw. +/- 30 Prozent, je nachdem ob ein dynamischer oder ein statischer Einsatz der Dichtung vorliegt.
Für VE-Wasser bestens bewährt
Das Elastomer-Compound 70 EPDM 291 beweist sowohl im Kontakt mit Wasser als auch mit VE-Wasser sehr gute Eigenschaften. Beispielhaft zeigt sich die Leistungsfähigkeit von EPDM 291 insbesondere daran, dass bei längerer Lagerungsdauer in Wasser bei 200°C nach einer geringen Anfangsquellung keine weitere Massen- und Volumenzunahme auftritt. Die Reißdehnung fällt erst nach über 1.008 h bei 200°C ab. In vollentsalztem Wasser bei 100°C zeigt sich auch nach längerer Lagerungsdauer kein wesentlicher Effekt, die geringen Quellungen und Festigkeitsverluste bei deutlich höheren Temperaturen von 160°C nach 168h und 180°C nach 336h geben für diese Anwendungen eine hinreichende Sicherheit. O-Ringe, O-Ring-Sonderformen oder Dichtungen für Ventile und Armaturen aus 70 EPDM 291 sind damit bis 180°C in Wasser, bis 160°C in VE-Wasser und bis 150°C in Luft zuverlässig beständig. Dieser Werkstoff besitzt zudem ein breites Zulassungsspektrum für Wasser: für Europa die DIN EN 681 – 1 WB, die Zulassung nach KTW, W 270 und W 534 ebenso wie die amerikanische NSF 61, die britische WRAS und französische ACS. Selbstverständlich werden auch die Anforderungen der US-Behörde FDA, die sowohl für Nahrungsmittel als auch für Pharmaprodukte gelten, vom 70 EPDM 291 erfüllt. Der hohe Reinheitsgrad dieses Werkstoffs wird durch die Zulassung nach USP Class VI unterstrichen. 70 EPDM 291 ist damit sehr gut für alle VE-Wasseranwendungen in Getränke-, Lebensmittel-, Pharmaindustrie und anderen Einsatzbereichen geeignet. Dieser Dichtungswerkstoff erfüllt zudem die Anforderungen nach 3-A Sanitary Standard Class II. Diese Einstufung basiert auf der naturgemäß schlechten Fettbeständigkeit von EPDM. Die chemische und thermische Beständigkeit des 70 EPDM 291 erlaubt jedoch auch die höhere Sterilisationstemperatur der Class I von 149°C. Damit liegt dieser Dichtungswerkstoff deutlich über vielen anderen EPDM-Compounds.
Weiß für höchste Hygieneanforderungen
EPDM ist im Bereich Lebensmittel und Pharmazie mit etwa 70 Prozent der am häufigsten eingesetzte Dichtungswerkstoff. In den Anlagen dieser Branchen hat sich die Elastomermischung 70 EPDM 291 von Freudenberg Process Seals als gut geeigneter Dichtungswerkstoff erwiesen. Durch die Verwendung von Ruß als Füllstoff konnte das hervorragende Eigenschaftsbild und die gute chemische Beständigkeit erzielt werden, allerdings wird der Werkstoff dadurch schwarz eingefärbt. Trotz der Unbedenklichkeit dieses Füllstoffs werden bei einigen Anwendern helle Materialien bevorzugt. Freudenberg Process Seals hat mit dem weißen 70 EPDM 253815 einen Dichtungswerkstoff entwickelt, der in seiner Performance dem oben beschriebenen Werkstoff 70 EPDM 291 in nichts nachsteht. Trotz der Verwendung mineralischer Füllstoffe ist es gelungen, für das weiße EPDM nahezu identische Werkstoffeigenschaften zu erreichen und somit ein Hygienedichtungsmaterial zu entwickeln. Hiermit sind das hygienische Erscheinungsbild und die technische Sicherheit auf einen gemeinsamen Nenner gebracht. Das weiße EPDM hat in umfangreichen Tests seine gute mechanische und chemische Belastbarkeit unter Beweis gestellt, sich insbesondere bei CIP-/SIP-Prozessen bewährt und bietet so ideale Voraussetzungen für Dichtungslösungen im anspruchsvollen Hygienic Design. Nach DIN ISO 1817 wurden Proben des Materials über 168 Stunden in Reinigern, Dampf und Desinfektionsmitteln gelagert und die Werkstoffcharakteristika ermittelt. Die Volumenänderung von 70 EPDM 253815 bleibt in allen getesteten Medien unter 5 Prozent. Damit unterscheidet sich das neue weiße EPDM von gleichzeitig getesteten, im Markt verfügbaren weißen Alternativmaterialien deutlich. Bei Volumenänderungen über 5 Prozent besteht die Gefahr, dass die nach dem Konzept des Hygienic Designs ausgelegte Dichtung beim Einsatz aus der eng ausgelegten Nut quillt und abgeschert wird. Das neue Material von Freudenberg Process Seals zeigt nicht nur in der Volumenquellung, sondern auch in den Änderungen der mechanischen Eigenschaften sehr gute Werte. Der Dichtungswerkstoff 70 EPDM 253815 ist konform mit FDA 21 CFR 177.2600 und entspricht der EG 1935/2004. Selbstverständlich ist es ADIfree und somit auch frei von TSE-Erregern (transmissible spongiform encephalopathy). Die Prüfung der Unbedenklichkeit nach USP Class VI ist der nächste Schritt. Das Material ist in einem breiten Produktspektrum vom O-Ring bis zum Formteil erhältlich.☐
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