Dichtungen für synthetische Kraftstoffe im Test

Welchen Einfluss hat der Dieselersatz OME auf die Langzeitstabilität von Dichtungen? Dieser Frage ist Freudenberg Sealing Technologies nachgegangen. Die Ergebnisse überraschen. 

Bislang liegen nur wenige Erfahrungen vor, welchen Einfluss synthetische Kraftstoffe auf die Langzeitstabilität von Dichtungen in Kraftstoffsystemen haben. In ausführlichen Versuchen hat der Zulieferer Freudenberg Sealing Technologies nun das Verhalten von Dichtungsmaterialien untersucht, die längere Zeit OME (Oxymethylenether) ausgesetzt waren. 

Die Versuchskraftstoffe bestanden aus einem Standard-Diesel, dem OME in Konzentrationen von 10 bis 30 Prozent Volumenanteil zugemischt wurde. Weitere Versuche erfolgten mit reinem OME und als Referenz mit 100 Prozent fossilem Diesel. Gemessen wurde die Volumenausdehnung sowie die Veränderung der mechanischen Festigkeit verschiedener Dichtungswerkstoffe, nämlich Fluorkautschuk (FKM) mit unterschiedlichem Fluorgehalt, FFKM, NBR und EPDM, die normgerecht über einen Zeitraum von 168 Stunden bei einer Temperatur von 125 Grad Celsius in den Versuchsmedien gelagert wurden. Mit einzelnen Kraftstoffkombinationen wurden zusätzlich Auslagerungsversuche über einen Zeitraum von 1.000 Stunden durchgeführt, um Langzeiteffekte zu studieren. Je stärker der Werkstoff während dieser Zeit aufquille, desto mehr sinke die Festigkeit, was sich besonders deutlich in einem Abfall der Bruchdehnung bemerkbar mache, so der Zulieferer.

Überraschende Unterschiede zwischen FKM-Typen

Reines OME habe bei nahezu allen getesteten Dichtungswerkstoffen zu einer Volumenausdehnung geführt, die weit über den üblichen Quellwerten lag. Überraschend sei das Bild gewesen, das sich bei den FKM-Mischungen ergab. Man hätte erwarten können, dass mit steigendem Fluorgehalt die Volumenquellung sinkt. Das sei aber nicht der Fall gewesen, die Volumenausdehnung verhält sich also nicht linear zum Fluorgehalt. Zurückzuführen sei diese Anomalie auf die Korrelation zum Wasserstoffgehalt in dem FKM-Typen: Ein hoher Wasserstoffanteil führt auch zu hohen Quellwerten. Demzufolge wies das ebenfalls getestete Perfluorkautschuk (FFKM) sehr gute Werte auf, das allerdings deutlich teurer ist. In reinem OME zeigt auch ein EPDM geringe Quellungen.

Die Testreihe habe laut Zulieferer zudem gezeigt, dass bei einer OME-Beimischung bis zu 30 Prozent Volumenanteil alle getesteten FKM-Werkstoffe eine Quellung auf deutlich niedrigerem Niveau aufwiesen. Dahinter sieht Dr. Boris Traber, Leiter der weltweiten Werkstoffentwicklung von Freudenberg Sealing Technologies, eine positive Botschaft: "Wir könnten mit heute verfügbaren Werkstoffen sofort einen gewissen Anteil des fossilen Dieselkraftstoffs durch OME ersetzen." Gleichzeitig warnt der Experte: "Unsere Erfahrung zeigt, dass – vor allem außerhalb Europas – die tatsächliche Kraftstoffqualität durch nicht kontrollierte Beimengungen stark schwanken kann. Deshalb sollte die Auswahl von Dichtungswerkstoffen immer in Zusammenarbeit mit Spezialisten erfolgen."

In Summe hätten sich FKM-Werkstoffe in allen Testreihen als überlegen gezeigt, wobei nicht allein der Fluorgehalt, sondern die gesamte Werkstoffstruktur über Festigkeit und Dichtheit entschieden. Traber sieht daher kein grundsätzliches Hindernis für die Einführung regenerativer Kraftstoffe: "Bei richtiger Auslegung stehen bereits heute geeignete Werkstoffe zur Verfügung."