Was ist ein Viton-Material?
Viton ist ein patentiertes Elastomer auf Fluorkohlenstoffbasis, das in den 1950er-Jahren von DuPont (heute Chemours) entwickelt wurde. Es handelt sich um einen speziellen Synthesekautschuk für Hochtemperaturanwendungen. Viton ist ein Markenname; die wissenschaftliche Bezeichnung für diesen einzigartigen Kautschuk lautet Fluorelastomer , abgekürzt FKM.
Da der Gummi für Hochtemperaturanwendungen ausgelegt ist, eignen sich Viton- Dichtungen und O-Ringe hervorragend für Automotoren und andere schwere Maschinen.
Was ist ein Buna-Elastomer?
Buna ist ein auf Butadien basierender synthetischer Kautschuk, der 1934 von zwei deutschen Chemikern entwickelt wurde. Er ist eine kostengünstige Kautschuklösung mit außergewöhnlich hoher Zugfestigkeit und guter chemischer Beständigkeit. Buna-Kautschuk wird häufig zur Herstellung von Dichtungen, O-Ringen und Silikonhandschuhen verwendet.
Buna-Kautschuk gibt es in zwei Varianten, die sich in ihrer Zusammensetzung unterscheiden. Buna mit einer Acrylnitrilgruppe wird Buna-N oder NBR (Acrylnitril-Butadien) genannt, während Buna mit einer Styrolgruppe Buna-S oder SBR (Styrol-Butadien) heißt.
Was ist der Unterschied zwischen Viton- und Buna-O-Ringen?
Viton und Buna sind zwei sehr unterschiedliche Gummimischungen, die für verschiedene Anwendungsbereiche entwickelt wurden. Um das Verständnis zu erleichtern, können wir die Unterschiede zwischen den beiden Gummis vereinfachen. Buna ist fester und dehnbarer, während Viton hitzebeständig ist . Im Folgenden werden weitere Unterschiede zwischen den beiden Materialien aufgeschlüsselt. Schauen wir uns das gemeinsam an!
Mechanische und physikalische Eigenschaften
Die mechanischen und physikalischen Eigenschaften eines Gummis bestimmen seine Festigkeit, Dehnbarkeit, Reißfestigkeit und Elastizität – die Fähigkeit, in seine ursprüngliche Form zurückzukehren. Nachfolgend finden Sie eine Liste gängiger mechanischer Eigenschaften, die die Gesamtleistung von Buna- und Viton-O-Ringen beeinflussen.
| Mechanische und physikalische Eigenschaften | Viton (FKM) | Buna (NBR) |
| Härte | 50-95 Ufer A. | 20-95 Ufer A. |
| Zugfestigkeit | 500-2000 psi | 200-3500 psi |
| Bruchdehnung | 400-500 % | 350-650 % |
| Abriebfestigkeit | Gut | Groß |
| Komprimierungssatz | Groß | Groß |
| Schlagfestigkeit | Gut | Fair |
| Resilienz | schlecht | Gut |
| Reißfestigkeit | Gut | Groß |
| Vibrationsdämpfung | Fair | Fair |
Wie wir sehen, weisen Buna und Viton ähnliche physikalische Eigenschaften auf. Beide Werkstoffe zeichnen sich durch eine ausgezeichnete Druckverformungsbeständigkeit und eine gute Shore-Härte aus . Buna ist jedoch zugfester und besitzt eine bessere Abrieb- und Reißfestigkeit.
Buna-Kautschuk bietet zuverlässige Festigkeit und Wirtschaftlichkeit und eignet sich daher für ein breites Anwendungsgebiet. Er wird häufig in Kochgeschirr , Smartphones und Bauteilen eingesetzt . Buna-O-Ringe bieten zuverlässige Leistung zu einem günstigeren Preis. Für die meisten Standardanwendungen ist Buna praktischer als teurere Alternativen wie Viton.
Thermische Eigenschaften
Gummimischungen schmelzen häufig bei hohen Temperaturen und werden in kälteren Umgebungen spröde. Diese Temperaturbeschränkungen schränken die Anwendungsmöglichkeiten von Gummi-O-Ringen als Dichtungselemente erheblich ein.
Bezüglich der Temperaturbeständigkeit von Gummi messen wir die Betriebstemperatur für hohe und niedrige Temperaturen separat. Nachfolgend ein Temperaturdiagramm für Viton im direkten Vergleich zum Temperaturbereich von Buna-N.
| Temperatureigenschaften | Viton (FKM) | Buna (NBR) |
| Kältewiderstand | -30º bis 0º F | -70º bis 0º F |
| Hitzebeständigkeit | 450º bis 500º F | 210º bis 250º F |
Der Unterschied in der Temperaturbeständigkeit ist zu erwarten, da Viton-Dichtungen speziell für Motorblöcke entwickelt wurden. Viton weist eine bessere Hitzebeständigkeit auf, während Buna eine bessere Kältebeständigkeit besitzt.
Es ist zu beachten, dass für kältere Regionen wie Island oder Alaska die Kältebeständigkeit von Buna von Vorteil ist. Der Temperaturbereich der Viton-Dichtung ist deutlich umfassender, wodurch sie sich besser für anspruchsvolle industrielle Anwendungen eignet.
Umweltbeständigkeit
Umweltbeständigkeit bezeichnet den Schutz eines Materials vor natürlichen Einflüssen wie Ozon , Wasser oder UV-Strahlung . Eine gute Umweltbeständigkeit ist für die Langlebigkeit eines O-Rings unerlässlich.
| Umweltbeständigkeit | Viton (FKM) | Buna (NBR) |
| Färbbarkeit | Groß | Ausgezeichnet |
| Die Flamme | Groß | schlecht |
| Gasdurchlässigkeit | Groß | Gut |
| Ozon | Ausgezeichnet | Fair |
| Sonnenlicht | Groß | Gut |
| Wasser - Water | Ausgezeichnet | Groß |
Hier zeigt sich, dass Viton in puncto Umweltbeständigkeit Buna um Längen überlegen ist. Buna-Dichtungen und O-Ringe halten nur kurzfristiger Einwirkung von Wasser und Sonnenlicht stand. Viton-Produkte hingegen können bedenkenlos im Außenbereich eingesetzt werden.
Chemische Resistenz
Alle synthetischen und natürlichen Kautschukmischungen sind sehr anfällig für chemische Schäden. Kautschuke in Hochleistungsanwendungen kommen häufig mit aggressiven chemischen Flüssigkeiten und Gasen in Kontakt.
Diese Chemikalien können Gummidichtungen und O-Ringe schnell auflösen und korrodieren . Daher ist für den Einsatz in großen Industrieanlagen und Gefahrenbereichen ein Gummimaterial mit ausgezeichneter Beständigkeit gegenüber allen Chemikalien erforderlich.
| Chemische Resistenz | Viton (FKM) | Buna (NBR) |
| Säuren | Groß | Fair |
| Alkalien | Fair | Gut |
| Amine | schlecht | schlecht |
| Pflanzenöle | Ausgezeichnet | Groß |
| Fuels | Ausgezeichnet | Gut |
| Ketone | schlecht | schlecht |
| Petroleum | Ausgezeichnet | Gut |
| Kältemittel | Groß | Groß |
| Silikonöl | Ausgezeichnet | Gut |
| Lösungsmittel | Ausgezeichnet | Groß |
Buna-Kautschuk weist eine bessere chemische Beständigkeit auf als die meisten gängigen Elastomere. Im Vergleich zu Viton, das eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Schmiermittel auf Erdölbasis, Mineralsäuren, Silikonfette und andere Lösungsmittel aufweist, ist Buna-Kautschuk jedoch nicht beständig.
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Wie können Sie feststellen, ob ein O-Ring aus Viton oder Buna besteht?
Alle synthetischen Kautschuke sehen sehr ähnlich aus und sind durch die Hinzufügung von Farben nicht schnell zu unterscheiden. Sie können jedoch einige Methoden anwenden, um festzustellen, ob ein O-Ring aus Viton- oder Buna-Gummi besteht.
1. Ungefärbtes Gummi-Aussehen
Reine, ungefärbte Viton-O-Ringe haben einen grünlich-braunen Farbton . Im Vergleich dazu weisen ungefärbte Buna-N-O-Ringe einen leichten Gelbstich auf.
Ungefärbt bedeutet hier, dass keine künstlichen Farbstoffe verwendet wurden, um die Farbe des Gummis zu verändern. Die meisten handelsüblichen O-Ringe sind jedoch aus ästhetischen Gründen schwarz gefärbt.
2. Dehnungsfähigkeiten
Buna-N lässt sich deutlich stärker dehnen als Viton, bevor es bricht. Ein Standard-O-Ring aus Buna-N ist unter normalen Betriebsbedingungen fast doppelt so dehnbar wie ein Viton-O-Ring .
3. Reaktion auf große Hitze
Eine weitere Möglichkeit, zwei O-Ringe zu unterscheiden, besteht darin, ein kleines Stück davon in einen 300–350 °C heißen Ofen zu legen. Wenn die Gummiteile innerhalb einer Minute schmelzen , handelt es sich um Buna. Andernfalls ist es Viton.
Wichtig zu berücksichtigen ist hierbei, dass auch andere synthetische Kautschuke wie Silikon und Fluorsilikon hohen Temperaturen standhalten können.
4. Eintauchen in eine aggressive Chemikalie
Wenn alle anderen Versuche fehlschlagen, können Sie den O-Ring in aggressive Chemikalien tauchen, um seine Beständigkeit zu prüfen. Löst sich der O-Ring in einem halogenierten Lösungsmittel auf, besteht er aus Buna. Löst er sich in Ammoniak (einem Kältemittel) auf , besteht er aus Viton.
Viton vs. Buna: Was ist besser für O-Ringe?
Alle O-Ringe haben einen optimalen und einen ungeeigneten Anwendungsbereich. Daher sollte der Unterschied zwischen Gummi-O-Ringen als relative Bewertung betrachtet werden.
Wann sollten Sie Viton-O-Ringe verwenden?
Viton-O-Ringe eignen sich besser für die Automobil- und Kraftstoffraffinerieindustrie . Ihre höhere Ölbeständigkeit ist in der Kraftstoffindustrie von Vorteil, wo sie ständig mit Mineralölen, Benzin und Hydraulikflüssigkeiten in Kontakt kommen.
Obwohl die Beständigkeit gegenüber höheren Temperaturen dem Material in extremen Umgebungen wie Motorblöcken zugutekommt, ist Viton auch recht teuer und sollte daher Hochleistungsanwendungen vorbehalten bleiben.
EPDM ist eine weniger robuste Variante von Viton. Es kann hinsichtlich chemischer Beständigkeit und Wärmeleistung nicht mit Viton mithalten. Unter bestimmten Bedingungen, insbesondere bei Kontakt mit Alkoholen, Ketonen und konzentrierten Säuren, kann EPDM jedoch Viton-Kautschuk übertreffen.
Wann sollten Sie Buna O-Ringe verwenden?
Buna-Dichtungen und -O-Ringe sind sehr widerstandsfähig und eignen sich für Anwendungen mit moderaten Temperaturen . Daher können sie unter üblichen Betriebsbedingungen in den meisten Anwendungen eingesetzt werden. Ihre optimale Einsatzmöglichkeit bieten Buna-O-Ringe jedoch in anspruchsvollen Industrieanwendungen , wo ihre überlegene Festigkeit voll zum Tragen kommt.
Aufgrund der geringeren Kosten ist Buna eine bessere Option für kostengünstige Anwendungen wie Haushaltsgeräte.
Buna-N vs. Silikon
| Eigenschaft | Buna-N (Nitril) | Silikon |
|---|---|---|
| Ölbeständigkeit | Gut | schlecht |
| Kraftstoffbeständigkeit | Gut | schlecht |
| Temperaturbereich | -40 bis 120 ° C (-40 bis 248 ° F) | -55 bis 230 ° C (-67 bis 446 ° F) |
| Bewitterung | schlecht | Ausgezeichnet |
| Ozonbeständigkeit | schlecht | Ausgezeichnet |
| UV-Beständigkeit | schlecht | Ausgezeichnet |
| Abriebfestigkeit | Gut | schlecht |
| Zugfestigkeit | Gut | Fair |
| Säurebeständigkeit | Fair bis Arm | Fair bis gut |
| Alkalibeständigkeit | Gut | Gut |
| Elektrische Isoliereigenschaften | schlecht | Ausgezeichnet |
Silikon ist ein robusteres Gummimaterial mit besserer Dehnbarkeit und Umweltbeständigkeit. Aber es fehlt die chemische Kompatibilität von Buna-N. Buna-N kann verwendet werden, um Silikon-O-Ringe für eine höhere Leistung zu ersetzen.
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Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sowohl Viton-O-Ringe als auch Buna-O-Ringe häufig als Dichtungen in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden. Viton ist besonders hitzebeständig und beständig gegen aggressive Chemikalien und eignet sich daher ideal für Automobil- oder Industriedichtungen. Buna bietet eine höhere Zugfestigkeit und Kältebeständigkeit bei geringeren Kosten und ist universell einsetzbar.
Beide Materialien haben ihre eigenen Vor- und Nachteile und die beste Option muss auf der Grundlage der spezifischen Anforderungen der jeweiligen Aufgabe ausgewählt werden.
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Häufig gestellte Fragen
F1: Was ist der Hauptunterschied zwischen O-Ringen aus Viton und Buna?
Viton (FKM) und Buna (NBR) eignen sich für unterschiedliche Anwendungen. Viton ist ein spezieller Hochleistungs-Synthesekautschuk, der für seine hervorragende Hitze- und Chemikalienbeständigkeit bekannt ist. Buna ist kostengünstiger und verfügt über eine ausgezeichnete Zugfestigkeit, Dehnbarkeit und Abriebfestigkeit.
F2: Welches Material ist besser für extreme Temperaturen geeignet?
Viton weist eine überragende Hitzebeständigkeit mit einem Betriebsbereich von 450 bis 500 °C auf und ist daher ideal für Motorblöcke. Buna hingegen bietet eine bessere Kältebeständigkeit mit einem Betriebsbereich bis -70 °C und ist daher besser für kältere Klimazonen geeignet.
F3: Welcher O-Ring ist besser für den Kontakt mit Chemikalien und Kraftstoffen geeignet?
Viton ist im Allgemeinen deutlich besser. Während Buna eine gute chemische Beständigkeit aufweist, weist Viton eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Schmierstoffe, Kraftstoffe, Mineralsäuren und Lösungsmittel auf Erdölbasis auf, was es zu einer besseren Wahl für die Automobil- und Kraftstoffindustrie macht.
