Aus welchen Materialien bestehen Dichtungen?

Bei der Herstellung von Dichtungen kann auf eine Vielzahl an Werkstoffen zurückgegriffen werden, die je nach Dichtungsanwendung ihre Eigenschaften schließlich voll ausspielen können. Dies setzt natürlich voraus, dass dazu auch das geeignetes Elastomer ausgewählt wurde. Die verschiedenen Materialien, aus denen Dichtungen bestehen können, sind nicht immer gleichermaßen wider-standsfähig gegen das abzudichtende Medium, beziehungsweise gegen die vorherrschende Tem-peratur. So sind etwa Dichtungen aus EPDM beständig gegen Bremsflüssigkeit, nicht jedoch gegen Benzin. Genau umgekehrt verhält es sich hingegen mit dem Werkstoff NBR. Dichtungen im Kraftstoffbereich oder in Bremsanlagen müssten in diesem Falle daher unbedingt separat ausge-wählt werden. Neben der Medienbeständigkeit und des Einsatztemperaturbereiches sind auch die mechanisch-technologischen Werte einer Elastomermischung Kriterien bei der Werkstoffauswahl. Dichtungen können unter anderem aus folgenden Materialien hergestellt sein:

Dichtungen aus EPDM

Der Begriff EPDM steht für Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk. Dieser Werkstoff gehört zu den am weitesten verbreiteten in der Industrie. Dichtungen aus EPDM zeichnen sich durch eine hervorragende Medienbeständigkeit in Wasser, Alkohol, Säuren, Laugen, Heißwasser und Dampf aus.

Darüber hinaus ist das Material beständig gegen Ozon- und Witterungseinflüsse sowie auch gegen Sauerstoff und UV-Strahlung. Hierbei sind sie ebenso anderen Werkstoffen überlegen, was die Alterung betrifft. Bei Kontakt mit Ölen, Fetten, Mineralölprodukten oder Kohlenwasserstoffen sind Dichtungen aus EPDM hingegen nicht zu empfehlen, da das Material stark anquillt und dessen mechanischen Eigenschaften beeinträchtigt werden.

Eine breite Anwendung findet der Werkstoff in Bremssystemen auf Glykolbasis, zudem verfügt es über sehr gute elektrische Isolationseigenschaften. Der Temperaturbereich, in welchem EPDM-Dichtungen eingesetzt werden können, liegt bei -40°C bis +140°C. EPDM ist außerdem unter den Handelsnamen BUNA-AP®, DUTRAL®, KELTAN®, NORDEL® und VISTALON® bekannt.

Dichtungen aus Silikon

Silikondichtungen kommen vor allem dann zum Einsatz, wenn eine hohe Beständigkeit gegen Hitze, Kälte, Witterungseinflüsse, Sauerstoff, Ozon und UV-Strahlen gefragt ist.

Darüber hinaus sind sie alterungs- und wetterbeständig und verfügen über hervorragende elektrische Isoliereigenschaften. Der thermische Anwendungsbereich des Materials reicht von -55°C bis +200°C, wobei auch ihre Elastizität erhalten bleibt. Ihre physiologische Unbedenklichkeit macht außerdem die Anwendung in medizinischen und lebensmittelnahen Bereichen möglich. Allerdings ist der Werkstoff Silikon nicht beständig gegen Säuren, Alkalien, Silikonfette und -öle, aromatische Mineralöle oder Kraftstoffe.

Für Dichtungsanwendungen, in denen es auf Gasdichtigkeit ankommt, sind Silikondichtungen ebenso wenig geeignet wie für den dynamischen Einsatz, da ihre Reißfestigkeit relativ gering ist und sie einen hohen Reibungskoeffizienten haben. Weit verbreitete Arten von Dichtungen aus Silikon sind unter anderem O-Ringe.

Dichtungen aus NBR

Das Kürzel NBR leitet sich von Acrylnitril-Butadien-Kautschuk ab. Chemisch betrachtet handelt es sich hierbei um ein Copolymer aus Butadien und Acrylnitril. Letzterer macht einen Anteil von etwa 18 bis 50 Prozent in kommerziellen Compounds aus. Mit steigendem Nitrilanteil erhält sich auch die Beständigkeit gegenüber kohlenwasserstoffhaltigen Kraftstoffen sowie gegenüber Mine-ralölprodukten. Dies wirkt sich jedoch negativ auf die Flexibilität des Materials im Einsatz bei tiefen Temperaturen aus. Allerdings existieren Tieftemperatur-Compounds, welche speziell für die Dichtungsanwendungen, die in Kontakt mit mineralölbasierten Flüssigkeiten durchgeführt werden.

Der Betriebstemperaturbereich von NBR-Dichtungen liegt bei -35°C bis +120°C. Anderen Dichtungswerkstoffen ist NBR nicht nur hinsichtlich der Abrieb- und Reißfestigkeit überlegen, sondern auch, was dessen Druckverformungsrest betrifft.

Die Beständigkeit gegenüber Witterungseinflüssen, UV-Strahlung und Ozon ist jedoch gering - dies muss vor allem bei der Lagerung beachtet werden. Spezielle Additive können einige dieser Schwachpunkte jedoch kompensieren.

NBR ist beständig gegen Luft, Wasser (bis ca +80°C), Öle, Fette, Schmiermittel, Silikonöle und -fette sowie gegen Flammschutzmittel. Daher ist das Material für Anwendungen in der Pneumatik und Hydraulik sehr verbreitet. Allerdings ist NBR nicht geeignet für Dichtungsanwendungen in Kraftstoffen mit hohem Aromatengehalt, in Bremsflüssigkeiten auf Glykolbasis, in polaren Lösungsmitteln oder auch in chlorierten und aromatischen Kohlenwasserstoffen.

Andere Dichtungsmaterialien

Dichtungen aus HNBR sind für einen Temperaturbereich von -30°C bis +150°C ausgelegt und verfügen über eine hohe mechanische Festigkeit, ihr Medienbeständigkeit ist mit NBR-Dichtungen vergleichbar.

Das Perfluorelastomer FFKM ist hingegen für Dichtungen geeignet, die großer Hitze oder aggressiven Medien ausgesetzt sind. Der Werkstoff FKM, auch unter dem Handelsnamen Viton® wird für Dichtungsanwendungen verwendet, in denen es auf hohe mechanische Werte und enorme Beständigkeit gegen aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe und Chlorkohlenwasserstoffe, schwache Alkalien, verdünnte Säuren sowie gegen Mineralöle ankommt. Der Temperaturbereich des sehr alterungsbeständigen Materials reicht von -20°C bis +220°C, zudem verfügt FKM über einen sehr guten Druckverformungrest.

Dichtungen aus PTFE mit ca. 95° Shore Härte sind hingegen nicht elastisch, allerdings lassen sie sich in einem sehr großen Temperaturbereich einsetzen, welcher von -200°C bis +230°C reicht. PTFE ist bis auf einige Fluorverbindungen und flüssige Alkalimetalle sehr chemikalienbeständig und besitzt gute Gleiteigenschaften.

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