Materiales estables a largo plazo para combustibles regenerativos.

Combustibles sintéticos están destinados a mejorar significativamente la huella climática de los accionamientos convencionales. Nuevos resultados de la investigación de materiales realizada por Freudenberg Sealing Technologies está demostrando ahora la influencia que tiene el OME, que se está discutiendo como sustituto del diésel, en la estabilidad a largo plazo de sellos tiene. Por lo tanto, son adecuadas las juntas basadas en el material ya común. fluorado (FKM) básicamente también para combustibles renovables. Pero existen diferencias sorprendentemente grandes entre los distintos tipos de FKM.

Para reducir las emisiones de CO2 del tráfico rodado, la industria del automóvil no depende únicamente de los propulsores eléctricos. Incluso los convencionales Motores de combustión interna deberían ser más respetuosos con el clima mediante el uso de combustibles sintéticos. Se trata de combustibles líquidos o gaseosos que no se elaboran a partir de petróleo crudo fósil, sino a partir de carbono e hidrógeno utilizando energía solar y eólica. Pueden mezclarse con combustibles producidos convencionalmente y así lograr una reducción inmediata de las emisiones de CO2, siempre que el carbono utilizado haya sido capturado previamente del aire o obtenido de gases de escape industriales inevitables. Sin embargo, hasta la fecha la experiencia sobre la influencia de los nuevos combustibles en la estabilidad a largo plazo de las juntas de los sistemas de combustible es limitada.  

Por primera vez probado comportamiento de sellado

El proveedor Freudenberg Sealing Technologies ha investigado por primera vez mediante pruebas exhaustivas el comportamiento de materiales de sellado que presentan OME (OME) durante un largo periodo de tiempo.Éter de oximetileno), uno de los combustibles sintéticos más discutidos. Los combustibles de prueba consistieron en un diésel estándar al que se mezcló OME en concentraciones del 10 al 30% en volumen. Se realizaron más pruebas con OME puro y, como referencia, con diésel 100% fósil.

Se midieron la expansión de volumen y el cambio en la resistencia mecánica de varios materiales de sellado, a saber FKM con diferentes contenidos de flúor, FFKM, NBR y EPDM, que se almacenaron en el medio de prueba de acuerdo con las normas durante un período de 168 h a una temperatura de 125 °C. Se llevaron a cabo pruebas de envejecimiento adicionales con combinaciones de combustibles individuales durante un período de 1000 horas para estudiar los efectos a largo plazo. Cuanto más se hincha el material durante este tiempo, más disminuye la resistencia, lo que se nota especialmente en una caída del alargamiento a la rotura.

Escudo protector para el material base.

¿Por qué el experto elige un polímero relativamente caro como el FKM al evaluar este nuevo sistema de combustible? Dr. Boris Traber, jefe de desarrollo global de materiales de Freudenberg Sealing Technologies, explica la selección de la siguiente manera: “Los átomos de flúor son significativamente más grandes que los átomos de carbono y, por lo tanto, forman una especie de escudo protector para el material base de la junta.

también son Compuestos de fluorocarbono altamente simétrico, lo que significa que los centros de carga se neutralizan entre sí. El efecto que pudimos observar es similar al de una cubeta recubierta donde se escurren tanto el agua como la grasa”. Aplicado a los combustibles, esto significa que no sólo los componentes no polares, como los hidrocarburos, sino también los componentes polares, como el agua y el éter, quedan protegidos y protegidos. Por lo tanto, sólo provocará una ligera hinchazón.

El Los resultados fueron sorprendentes Incluso los especialistas experimentados en materiales: Pure OME provocó en casi todos los materiales de sellado probados una expansión de volumen muy por encima de los valores de hinchamiento habituales. El panorama que surgió de las mezclas de FKM fue sorprendente. Se podría haber esperado que el hinchamiento del volumen disminuyera al aumentar el contenido de flúor.

Pero ese no fue el caso, por lo que la expansión del volumen no tiene una relación lineal con el contenido de flúor. Esta anomalía se debe a la correlación con el contenido de hidrógeno en el tipo FKM: un alto contenido de hidrógeno también conduce a valores elevados de hinchamiento. Como resultado, lo que también se probó mostró caucho perfluoro (FFKM) tiene muy buenos valores, aunque es mucho más caro. En OME puro, el EPDM también muestra un ligero hinchamiento.

La calidad del combustible puede variar

La serie de pruebas también mostró que uno... mezcla OME Hasta una fracción de volumen del 30%, todos los materiales de FKM probados mostraron un hinchamiento a un nivel significativamente menor. Traber ve un mensaje positivo detrás de esto: “Con los materiales disponibles hoy en día, podríamos sustituir inmediatamente una cierta proporción del combustible diésel fósil por OME. Al mismo tiempo, el experto advierte: “Nuestra experiencia demuestra que, especialmente fuera de Europa, lo real es lo mismo”. La calidad del combustible se ve afectada por aditivos no controlados y puede variar mucho. Por eso la selección de los materiales de sellado siempre debe realizarse en colaboración con especialistas”.

El especialista en juntas lleva más de diez años realizando una serie de pruebas para investigar cómo influyen las fluctuaciones en la composición del combustible en los materiales de junta. En nuestros propios laboratorios se examinó el comportamiento de hinchamiento, entre otros, en éster metílico de soja y en aceites vegetales hidrogenados. Los investigadores también tienen su propia Concepto de banco de pruebas desarrollado para examinar la permeabilidad de los combustibles a través del material de sellado cuando se exponen continuamente a un combustible específico durante un largo período de tiempo. Se observó el efecto de apertura que las pequeñas moléculas polares, como el metanol, tienen sobre los hidrocarburos que de otro modo serían impermeables: la permeabilidad cambia con el tiempo.

En general, los materiales FKM demostraron ser superiores en todas las series de pruebas, por lo que no solo el contenido de flúor, sino toda la estructura del material se decidió por la resistencia y la estanqueidad. Por lo tanto, Traber no ve ningún obstáculo fundamental para la introducción de combustibles regenerativos: "Si se diseñan adecuadamente, ya hay disponibles materiales adecuados en la actualidad".