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Wann ist eine FPM / FKM / Viton® Dichtung notwendig?

Die Hänssler Kunststoff- und Dcihtungstechnik GmbH fertigt Dichtungen für Kunden aus ganz unterschiedlichen Branchen an. Dabei beherrscht sie sowohl Standardabmessungen als auch Sonderanfertigungen

Eine FPM Dichtung (auch bekannt als Viton® Dichtung oder FKM Dichtung) ist immer dann notwendig, wenn Standard-Elastomere wie NBR oder EPDM nicht mehr zuverlässig dichten. Also bei hohen Temperaturen, aggressive Medien oder langer Standzeit unter Druck. FPM Dichtungen haben aber auch klar definierte Schwachstellen, die in der Auslegung berücksichtigt werden müssen. Hinzu kommt seit kurzem eine regulatorische Komponente, die für die Werkstoffwahl zunehmend mitentscheidend ist.

Wann ist eine FPM / FKM / Viton® Dichtung notwendig?

Eine FPM Dichtung (auch bekannt als Viton® Dichtung oder FKM Dichtung) ist immer dann notwendig, wenn Standard-Elastomere wie NBR oder EPDM nicht mehr zuverlässig dichten. Also bei hohen Temperaturen, aggressive Medien oder langer Standzeit unter Druck. FPM Dichtungen haben aber auch klar definierte Schwachstellen, die in der Auslegung berücksichtigt werden müssen. Hinzu kommt seit kurzem eine regulatorische Komponente, die für die Werkstoffwahl zunehmend mitentscheidend ist.

Die Hänssler Kunststoff- und Dcihtungstechnik GmbH fertigt Dichtungen für Kunden aus ganz unterschiedlichen Branchen an. Dabei beherrscht sie sowohl Standardabmessungen als auch Sonderanfertigungen

Was ist Viton®? Was ist FKM? Was ist FPM?

Viton® ist der Markenname für eine Familie von Fluor-Kautschuken, die 1957 von DuPont für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt eingeführt wurde. Die Marke gehört seit der Abspaltung von DuPont im Jahr 2015 zur Chemours Company. Vergleichbare FPM / FKM-Compounds sind auch von anderen Herstellern erhältlich, etwa unter den Markennamen Tecnoflon® (Solvay), Dai-El® (Daikin) oder Dyneon™ (3M).

Chemisch handelt es sich um Copolymere und Terpolymere, die im Wesentlichen aus den Monomeren Vinylidenfluorid (VF2), Hexafluorpropylen (HFP) und – bei höher fluorierten Typen – Tetrafluorethylen (TFE) aufgebaut sind. Spezialtypen enthalten zusätzlich Perfluormethylvinylether (PMVE) oder andere fluorierte Vinylether. Der Fluoranteil bestimmt unmittelbar die chemische Beständigkeit und – im Zielkonflikt – auch die Tieftemperatur-Flexibilität: Mehr Fluor bedeutet mehr Medienbeständigkeit, aber gleichzeitig schlechteres Verhalten in der Kälte.

FKM oder FPM? Warum gibt es zwei Kürzel?

FPM und FKM meinen denselben Werkstoff. Der Unterschied liegt in der Normenherkunft. Die amerikanische ASTM D1418 hat sich für FKM entschieden, die ISO 1629 in der Fassung von 2013 ebenfalls. Im deutschsprachigen Raum war über lange Zeit die ältere DIN-Bezeichnung FPM gebräuchlich, sie hält sich bis heute in vielen Datenblättern, Stücklisten und Werknormen. Praktisch bedeutet das: Wer FKM kauft, bekommt FPM, und umgekehrt. Bei Hänssler verwenden wir in den Werkstoffbezeichnungen FPM, weil die Bezeichnung in unserem Markt etabliert ist. 

Wichtig ist jedoch: Beide Kürzel und auch Viton® beziehen sich auf die Werkstoffklasse. Sie sagen nichts über die konkrete Familie (A, B, F, GLT etc.), den Fluorgehalt, das Vernetzungssystem oder den Compound aus. Wer eine FPM / FKM-Dichtung spezifiziert, hat damit noch keine technische Festlegung getroffen, sondern nur die Stoffgruppe genannt.

Zum FKM / FPM Glossarbeitrag

FKM Dichtungen von Hänssler und unsere Auslegungspraxis

Wir verarbeiten FKM / FPM als O-Ringe, Wellendichtringe, federvorgespannte Dichtungen, Hochdruckdichtungen, Profildichtungen und Spezialgeometrien nach Zeichnung. Für Anwendungen mit hoher Temperatur, aggressiven Medien oder kombinierten Anforderungen prüfen wir die Compound-Auswahl gemeinsam mit Ihnen auf Basis des konkreten Mediums, der Temperaturen, der Druckverhältnisse und der geforderten Standzeit. Wo Standard-FKM nicht ausreicht, kommen GFLT- oder ETP-Compounds zum Einsatz; wo eine PFAS-freie Lösung möglich ist prüfen wir die Alternativen.

Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen oder bei Zulassungsanforderungen – Lebensmittel, Pharma, Trinkwasser, BAM für sauerstoffführende Systeme – ist eine konkrete Compound-Freigabe Pflicht. Eine Lagerprüfung nach DIN ISO 1817 mit dem tatsächlichen Betriebsmedium ist vor der Serienfreigabe in vielen Fällen die einzige belastbare Absicherung.

Zerspanbare FPM-Compounds bei Hänssler

Für die Kunststoffzerspanung und für die Anfertigung von Sonderdichtungen aus Halbzeug halten wir mehrere FPM-Compounds vor, die unterschiedliche Anforderungsprofile abdecken. Die folgende Übersicht zeigt die Zuordnung der Hänssler-Compounds zu den FPM / FKM-Familien:

Werkstoff-Nr. Hänssler-Werkstoff Härte FKM-Familie Fluorgehalt Temperaturbereich Vernetzung Besonderheit / Zulassung
341 FPM 73A schwarz 73 Shore A Typ B 68 % –20 bis +210 °C, kurzfr. +280 °C Bisphenol Erhöhte Medienbeständigkeit, gute Verformbarkeit
73 FPM 82A 82 Shore A Typ A ca. 66 % –20 bis +220 °C, kurzfr. +300 °C Bisphenol AF Standard-Compound, gute Allroundbeständigkeit
75 FPM 80A FDA 80 Shore A, braun Typ A ca. 66 % –20 bis +220 °C, kurzfr. +300 °C Bisphenol FDA 21 CFR 177.2600, 3A Sanitary, EU 1935/2004, EU 10/2011 (pH ≥ 4,5), TSE/BSE-frei, GMP
518 FPM 80A FDA blau 80 Shore A, blau Typ A ca. 66 % –17 bis +200 °C Bisphenol Wie FPM 80A FDA, plus optisch detektierbar (blau) für Lebensmittelproduktion
528 FPM 80A FDA metalldetektierbar 80 Shore A, blau Typ A ca. 66 % –30 °C (statisch) bis +200 °C, kurzfr. +225 °C Bisphenol Wie FPM 80A FDA, plus zusätzlich metalldetektierbar (HACCP-Konzepte)
936 FPM 82A 82 Shore A Typ A ca. 66 % –20 bis +220 °C Bisphenol Variante des Standard-Typ-A
74 FPM 85A schwarz 85 Shore A Typ A ca. 66 % –20 bis +210 °C, kurzfr. +280 °C Bisphenol Höhere Härte, geringere Spaltextrusionsneigung
76 FPM 85A ED 85 Shore A Typ B 68,5 % –20 bis +220 °C, kurzfr. +300 °C Bisphenol NORSOK M710 (Beständigkeit gegen explosive Dekompression), für Offshore-, Hochdruckgas- und Wasserstoff-Anwendungen
400 FPM 85A GLT 85 Shore A GLT 64 % –40 bis +200 °C Peroxidisch Tieftemperatur-Flexibilität (TR-10 ca. –40 °C)

FPM Dichtungen (FKM / Viton®) im Werkstoff-Vergleich

Wann ist FPM / FKM besser geeignet als NBR?

NBR ist die klassische Wahl für Mineralöle und Kraftstoffe – allerdings nur bis rund +100 °C. Über dieser Grenze altert NBR schnell, wird hart, verliert die Rückstellkraft. FPM / FKM / Viton® hält denselben Medienbereich bei doppelt so hoher Temperatur aus, hat eine bessere Beständigkeit gegen aromatische Kohlenwasserstoffe und ist ozon- und witterungsbeständig, wo NBR sichtbar altert.

Für welche Anwendungen eignet sich FPM / FKM und nicht EPDM?

EPDM und Viton® schließen sich in den meisten Anwendungen gegenseitig aus. EPDM Dichtungen sind beständig gegen Wasser, Dampf, Glykole und polare Medien, scheidet aber bei Mineralölen, Kraftstoffen und Kohlenwasserstoffen aus. FPM / FKM / Viton® Dichtungen sind genau umgekehrt, hervorragend beständig gegen Mineralöle und Kraftstoffe, aber bei Heißwasser und Dampf eingeschränkt und bei polaren Lösungsmitteln teilweise problematisch.

Wann ist FFKM notwendig?

FFKM (Perfluor-Kautschuk, etwa Kalrez® oder Chemraz®) ist die Steigerung in Richtung Universalbeständigkeit. Praktisch alle Medien werden vertragen, die Temperaturgrenze liegt nochmals höher (kurzzeitig bis rund 320 °C). Der Preis liegt allerdings beim 30- bis 100-fachen von Viton®. FFKM ist kein Allzweckersatz, sondern ein Spezialwerkstoff für die chemische Verfahrenstechnik, Halbleiterfertigung oder Pharmaproduktion, wo der Ausfall einer einzigen Dichtung Schäden in zig Größenordnungen verursacht.

Typische Einsatzbereiche von FPM Dichtungen (Viton® Dichtungen / FKM Dichtungen)

Hydraulik und Pneumatik

Bei Temperaturen oberhalb des NBR-Bereichs ist FPM / FKM / Viton® die Standardlösung. Typische Einsatzfelder für FPM / FKM Dichtungen sind heißlaufende Hydraulikaggregate, Aktuatoren in Werkzeugmaschinen, Druckluftanlagen mit hoher Verdichtungstemperatur und Pneumatikzylinder in heißen Umgebungen wie Walzwerken, Lackierstraßen oder Schmieden. Auch in der mobilen Hydraulik mit hohen Spitzentemperaturen wird Viton® eingesetzt, beispielsweise an Bremsen oder in der Nähe von Motorenkomponenten.

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Motoren- und Antriebstechnik

Kurbelwellen-Wellendichtringe, Ventilschaftdichtungen, Getriebedichtungen, Einspritzdüsen-O-Ringe und Kraftstoffsystemdichtungen werden seit Jahrzehnten standardmäßig in FKM ausgeführt. Mit der Verbreitung von Bioethanol- und Biodiesel-Beimischungen sind dabei zunehmend die F- und GFLT-Typen gefragt, die die Quellung in oxygenierten Medien begrenzen.

Industrieanlage mit hohen Destillationskolonnen, isolierter Cold Box und weitläufigem Rohrleitungssystem.

Chemische Verfahrenstechnik

Pumpendichtungen, Membranen, Flanschdichtungen, Ventilkomponenten und ausgekleidete Bauteile in der chemischen Industrie nutzen die breite Medienbeständigkeit von FPM / FKM / Viton®. Bei Säuren, Mineralölen, aromatischen Lösungsmitteln und Halogenkohlenwasserstoffen ist FPM / FKM in der Regel die wirtschaftlichste Lösung. Bei Aminen und Laugen scheidet das Standardprodukt aus, dann sind ETP-Typen oder FFKM die Wahl.

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Lebensmittel- und Pharmaindustrie

Viton®-Compounds mit Bisphenol- oder VC-50-Vernetzung sind in FDA-konformer Ausführung verfügbar und können in Lebensmittel- und Pharmaprozessen mit aggressiven Reinigungsmedien eingesetzt werden. Die Eignung muss aber im Einzelfall nachgewiesen werden, üblich sind FDA 21 CFR 177.2600, Verordnung (EG) 1935/2004 sowie USP Class VI für pharmazeutische Anwendungen.

Start einer Trägerrakete mit hellem Abgasstrahl und Rauchwolken vor blauem Himmel an einer Startrampe.

Luft- und Raumfahrt

Das ursprüngliche Einsatzgebiet von Viton®. Hier werden Temperaturwechsel von tiefer Stratosphärenkälte bis +300 °C an Triebwerkskomponenten, Brennstoffleitungen und Hochvakuumdichtungen verlangt. Die Kombination aus Temperaturbeständigkeit, Vakuumtauglichkeit (Ausgasung) und chemischer Stabilität macht FPM / FKM hier zum Standardwerkstoff für statische Dichtungen.

Grenzen und PFAS-Diskussion

FPM / FKM / Viton® ist ein fluorierter Werkstoff. Damit fällt FPM / FKM in den Anwendungsbereich der laufenden europäischen PFAS-Beschränkungsdiskussion nach REACH. Der Vorschlag der Behörden Schwedens, Deutschlands, Dänemarks, der Niederlande und Norwegens an die ECHA aus dem Februar 2023 erfasst Fluorpolymere ausdrücklich. Auch wenn die genaue Ausgestaltung der Beschränkung noch nicht final ist und mit weitreichenden Übergangsfristen für viele technische Anwendungen zu rechnen ist, sollte die langfristige Werkstoffstrategie das berücksichtigen.

In der Praxis bedeutet das nicht, FPM / FKM kurzfristig zu ersetzen – die Eigenschaftskombination aus Temperatur- und Medienbeständigkeit ist mit nicht-fluorierten Elastomeren in vielen Anwendungen schlicht nicht erreichbar. Aber: Wo eine PFAS-freie Alternative technisch funktioniert, sollte sie geprüft werden. Bei Heißwasser- und Dampfanwendungen ist EPDM in der Regel ohnehin schon die bessere Wahl. Bei Mineralölen und Kraftstoffen unterhalb von 100 °C reicht oft NBR oder HNBR.

Über die regulatorische Frage hinaus bestehen die werkstoffbedingten Grenzen unverändert:

  • Standard-FKM ist nicht beständig gegen Amine, starke Laugen und niedermolekulare Ketone und Ester.
  • Heißwasser und Sattdampf greifen FPM / FKM an. Standard-Compounds nicht über +120 °C, peroxidvernetzte GF-Typen oder ETP für höhere Anforderungen.
  • In der dynamischen Anwendung ist die Tieftemperaturgrenze ein echtes Limit. Wer unter –20 °C beweglich abdichten muss, braucht eine GLT-, GFLT- oder GBLT-Variante.
  • Der Materialpreis liegt deutlich über NBR und EPDM, das rechnet sich nur bei Anwendungen, in denen Temperatur, Medien oder Standzeit es erfordern.

Die Familien und Typen von Viton®

Die Standardpalette wird in drei Familien gegliedert, ergänzt um Spezialtypen für Anwendungen, in denen die Standardgrade nicht ausreichen.

Typ Fluorgehalt Aufbau Charakteristik
A 66 % VF2 + HFP Standard-Dipolymer, beste Druckverformungsbeständigkeit, breit eingesetzt
B 68 % VF2 + HFP + TFE Bessere Medienbeständigkeit als A, vor allem gegenüber oxygenierten Kraftstoffen
F 70 % VF2 + HFP + TFE Höchste Beständigkeit der Standardfamilien, insbesondere gegen Methanol und Ethanol
GLT 64 % VF2 + HFP + Vinylether Tieftemperatur-Variante (TR-10 ca. –30 °C), Medienprofil ähnlich Typ A
GFLT 67 % VF2 + HFP + TFE + Vinylether Tieftemperatur-Variante mit F-Typ-Medienbeständigkeit (TR-10 ca. –24 °C)
ETP 67 % Ethylen + TFE + PMVE Beständig gegen Amine, Laugen und niedermolekulare Carbonyle (MEK, Aceton)

Die genaue Werkstoffwahl folgt der Anwendung: Steht Druckverformungsrest im Vordergrund, sind A-Typen sinnvoll. Steht die breiteste Medienbeständigkeit im Vordergrund, sind F-Typen die beste Wahl. Müssen sowohl Kälte als auch aggressive Medien beherrscht werden, sollten GFLT-Compounds gewählt werden. Für Anwendungen mit Aminen, Laugen oder Ketonen scheiden alle klassischen FKM aus – hier sind ETP-Typen oder ein Wechsel zu FFKM erforderlich.

Temperaturbeständigkeit

Viton® ist primär ein Hochtemperatur-Werkstoff. Für die Standard-Compounds gelten folgende Richtwerte für die Heißluftalterung:

Einsatzdauer Temperatur
3.000 h 232 °C (450 °F)
1.000 h 260 °C (500 °F)
240 h 288 °C (550 °F)
48 h 316 °C (600 °F)

Welche Temperaturen verträgt Viton®?

Im Dauereinsatz sind 200 bis 230 °C realistisch, kurzzeitige Spitzen werden bis rund 300 °C vertragen. Im Vergleich dazu liegt EPDM bei rund 130 bis 150 °C, NBR bei rund 100 bis 120 °C – Viton® erschließt damit einen Temperaturbereich, in dem fast keine andere kostenverträgliche Elastomeralternative existiert.

Die Schwachstelle liegt am unteren Ende. Für dynamische Anwendungen sind Standard-Compounds nur bis etwa –18 bis –23 °C einsetzbar. Statisch sind tiefere Temperaturen erreichbar, in Sonderfällen bis –54 °C. Wer in der Kälte Beweglichkeit braucht, muss zu den Tieftemperatur-Spezialtypen greifen: GLT erreicht eine TR-10 von ca. –30 °C, GFLT von ca. –24 °C. Diese Werte gelten für die Compound-Familie; das konkrete Datenblatt der Mischung ist im Einzelfall maßgeblich.

Chemische Beständigkeit von FKM / FPM – Welche Medien verträgt Viton®?

Viton® ist gegenüber einer breiteren Palette von Medien beständig als jedes andere Standard-Elastomer. Die folgende Tabelle gibt eine Orientierung für Standard-FKM (A-, B- und F-Typen):

Medium Beständigkeit
Mineralöle, Hydrauliköle ✓ ausgezeichnet
Kraftstoffe, Diesel, Benzin ✓ ausgezeichnet
Flugkraftstoffe (Kerosin, JP-Typen) ✓ ausgezeichnet
Aliphatische Kohlenwasserstoffe (Hexan, Heptan) ✓ ausgezeichnet
Aromatische Kohlenwasserstoffe (Toluol, Benzol) ✓ gut bis ausgezeichnet (Typ F besser als A)
Mineralsäuren (HCl, H₂SO₄, HNO₃) ✓ gut
Verdünnte Laugen ~ bedingt, nur statisch und niedrige Konzentration
Konzentrierte Laugen, Amine (NaOH, KOH) ✗ nicht geeignet (außer ETP)
Methanol, Ethanol, oxygenierte Kraftstoffe ✗ Typ A nicht geeignet, Typ F gut
Ketone (MEK, Aceton), MTBE, Ester ✗ nicht geeignet (außer ETP)
Heißwasser, Sattdampf ~ bedingt, je nach Vernetzung
Ozon, UV, Witterung ✓ ausgezeichnet
Sauerstoff, Sonneneinstrahlung ✓ ausgezeichnet

Drei Punkte verdienen besondere Aufmerksamkeit, weil sie häufig zu Fehlauslegungen führen:

Oxygenierte Kraftstoffe. Mit dem Bioethanol-Anteil moderner Kraftstoffe (E10, E25, E85) hat sich das Anforderungsprofil verschoben. Standard-A-Typen quellen in Methanol um über 90 Volumenprozent und sind hier praktisch nicht einsetzbar. F- und GFLT-Typen halten sich auf rund 5 Prozent, sie sind die Wahl für moderne Kraftstoffsysteme.

Heißwasser und Sattdampf. FKM neigt unter Heißwasser- und Dampfbeanspruchung zur Hydrolyse, das Material verliert mechanische Festigkeit. Standard-FKM sollte in dampfführenden Systemen +120 °C nicht überschreiten. Peroxidvernetzte GF-Compounds sind hier deutlich robuster, ETP-Typen am besten geeignet. Für reine Heißwasser- und Dampfanwendungen ist EPDM in vielen Fällen die technisch und wirtschaftlich bessere Lösung.

Basen, Amine, Ketone. Die VF2-haltigen Standard-FKM (also alle A-, B-, F-Typen sowie GLT und GFLT) werden von Aminen und starken Laugen angegriffen. Nur die ETP-Typen sind hier beständig, weil sie ohne VF2 aufgebaut sind.

Vernetzungssysteme von FKM/FPM

Drei Vernetzungssysteme sind in der Praxis relevant. Sie unterscheiden sich nicht nur in der Verarbeitung, sondern beeinflussen auch die Eigenschaften des fertigen Vulkanisats.

Eigenschaft Diamin Bisphenol Peroxid
Verarbeitungssicherheit (Scorch) mäßig sehr gut sehr gut
Vernetzungsgeschwindigkeit langsam schnell schnell
Entformbarkeit schlecht gut mittel
Haftung an Metalleinlagen sehr gut gut gut
Druckverformungsrest mäßig sehr gut gut
Beständigkeit gegen Wasser, Dampf, Säure mäßig gut sehr gut

Für die Spezifikation einer FKM-Dichtung ist die Vernetzungsart in der Regel nicht direkt anzugeben – sie ergibt sich aus dem Compound. Wer aber eine FPM Dichtung in einer dampfführenden oder säurehaltigen Anwendung einsetzt, sollte beim Lieferanten gezielt nach einer peroxidvernetzten Variante fragen.

Häufig gestellte Fragen zu FPM / FKM / Viton®Dichtungen

Ist Viton® dasselbe wie FKM oder FPM?
Ja, alle drei Begriffe bezeichnen denselben Grundwerkstoff Fluorkautschuk. Viton® ist eine eingetragene Marke von Chemours (früher DuPont), FKM die ASTM-Abkürzung und FPM die DIN/ISO-Abkürzung. Fluorkautschuk stammt heute auch von Herstellern wie Daikin oder Solvay.
Welche Temperaturen hält eine FKM-Dichtung aus?
FKM eignet sich im Dauereinsatz für rund 200 °C, kurzzeitig sind höhere Spitzen möglich. Die genaue Obergrenze hängt vom Compound und der Einsatzdauer ab, da längere Hitzebelastung die Lebensdauer verkürzt. Damit erschließt Fluorkautschuk einen Bereich, in dem Standard-Elastomere wie NBR bereits hart und spröde werden.
Wird FKM bei Kälte spröde?
Standard-FKM verliert bei Kälte seine Elastizität, in der Regel unterhalb von etwa −20 °C. Wer dynamisch in der Kälte abdichten muss, wählt Tieftemperatur-Typen wie GLT oder GFLT, die je nach Typ bis etwa −30 °C flexibel bleiben. Der maßgebliche Wert steht im Datenblatt der konkreten Mischung.
Gegen welche Medien ist Viton® / FKM / FPM nicht beständig?
Standard-FKM ist nicht beständig gegen Heißwasser und Dampf, Amine, Ketone, Ester sowie starke Laugen. Gegen Mineralöle, Kraftstoffe und viele Lösungsmittel ist Fluorkautschuk dagegen sehr widerstandsfähig, gegen Mineralsäuren gut beständig. Für die kritischen Medien sind Sondertypen oder FFKM erforderlich.
Wann ist FKM die bessere Wahl als NBR oder EPDM?
FKM lohnt sich, wenn hohe Temperaturen und aggressive Medien zusammentreffen. NBR ist günstiger und für Öle geeignet, altert aber oberhalb von rund 100 °C schnell; EPDM passt zu Heißwasser, Dampf und Bremsflüssigkeit, versagt aber bei Mineralölen. Da Fluorkautschuk deutlich teurer ist, rechnet er sich vor allem dort, wo die einfacheren Werkstoffe ausscheiden.
Wer produziert für mich Viton® Dichtungen?

Viton® / FKM /FPM Dichtungen können bei Hänssler Kunststoff- und Dichtungstechnik über das Kontaktformular, telefonisch oder per E-Mail angefordert werden. Neben Standardprofilen kann Hänssler auch individuelle Sonderdichtungen produzieren.

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