Les carburants synthétiques sont destinés à améliorer considérablement l'empreinte climatique des entraînements conventionnels. Les nouveaux résultats de la recherche sur les matériaux chez Freudenberg Sealing Technologies montrent maintenant quelle influence l'OME, qui est discutée en tant que substitut du diesel, a sur la stabilité à long terme des joints. Selon cela, les joints basés sur le matériau déjà répandu en caoutchouc fluoré (FKM) conviennent également pour les carburants renouvelables. Mais il existe des différences étonnamment importantes entre les différents types de FKM.

Pour réduire les émissions de CO2 provenant du trafic routier, l'industrie automobile ne s'appuie pas uniquement sur les entraînements électriques. Même les moteurs à combustion interne conventionnels devraient devenir plus respectueux du climat grâce à l'utilisation de carburants synthétiques. Ce sont des combustibles liquides ou gazeux qui ne sont pas produits à partir de pétrole brut d'origine fossile mais à l'aide de l'énergie solaire et éolienne issue du charbon et de l'hydrogène. Ils peuvent être mélangés avec des carburants conventionnels pour réduire immédiatement les émissions de CO2, à condition que le carbone utilisé ait été préalablement éliminé de l'air ou récupéré des émissions industrielles inévitables. Jusqu'à présent, cependant, il existe peu d'expérience sur la manière dont les nouveaux carburants affectent la stabilité à long terme des joints d'étanchéité dans les systèmes d'alimentation.  

Pour la première fois testé le comportement d'étanchéité

Lors de nombreux tests, le fournisseur Freudenberg Sealing Technologies a pour la première fois étudié le comportement de matériaux d'étanchéité longtemps exposés à l'OME ("oxyméthylène éthers"), l'un des carburants synthétiques les plus discutés. Les carburants testés consistaient en un diesel standard mélangé à OME à des concentrations allant de 10 à 30% fraction volumique. D'autres expériences ont été réalisées avec de la OME pure et comme référence avec le 100% diesel fossile.

La dilatation volumique ainsi que la modification de la résistance mécanique de divers matériaux de scellement, à savoir du FKM avec différentes teneurs en fluor, FFKM, NBR et EPDM, ont été stockés dans le milieu d’essai pendant une période de 168 h à une température de 125 ° C. Avec des combinaisons de carburant individuelles, un essai d'impartition a été mené sur une période de 1000h afin d'étudier les effets à long terme. Plus le matériau gonfle pendant ce temps, plus la résistance diminue, ce qui est particulièrement visible dans une chute d'allongement à la rupture.

Bouclier de protection pour le matériau de base

Pourquoi l'expert dans l'évaluation de ce nouveau système d'alimentation en carburant est-il égal à un polymère relativement coûteux tel que le FKM? Dr. Boris Traber, responsable du développement mondial des matériaux chez Freudenberg Sealing Technologies, explique la sélection: "Les atomes de fluor sont nettement plus volumineux que les atomes de carbone, formant une sorte de bouclier protecteur pour le matériau de base du joint. De plus, les composés fluor-carbone sont très symétriques, neutralisant les centres de charge. Nous avons observé un effet similaire à celui d’une poêle à frire antiadhésive, où l’eau et la graisse se détachent. "Appliqué aux combustibles, cela signifie non seulement de protéger les fractions non polaires telles que les hydrocarbures mais également les fractions polaires telles que l’eau et l’éther. et donc causer seulement un léger gonflement.

Les résultats ont même surpris les spécialistes des matériaux expérimentés: Pure OME a entraîné une augmentation du volume dans presque tous les matériaux d'étanchéité testés, ce qui était de loin supérieur aux valeurs de gonflement habituelles. L'image qui ressortait des mélanges de FKM était surprenante. On aurait pu s'attendre à ce que l'augmentation du contenu en fluor diminue le gonflement en volume. Mais ce n'était pas le cas, de sorte que l'expansion du volume n'est pas linéaire avec la teneur en fluor. Cette anomalie est due à la corrélation avec la teneur en hydrogène dans le type FKM: une teneur élevée en hydrogène conduit également à des valeurs de gonflement élevées. En conséquence, le perfluororubber (FFKM), qui a également été testé, avait de très bonnes valeurs, mais cela coûte beaucoup plus cher. En pure OME montre également un faible gonflement EPDM.

La qualité du carburant peut varier

La série d'essais a également montré qu'avec un mélange d'OME, jusqu'à 30, la fraction volumique de tous les matériaux FKM testés présentait un gonflement nettement inférieur. En même temps, Traber voit un message positif: "Avec les matériaux disponibles aujourd'hui, nous pourrions remplacer immédiatement une partie du carburant diesel fossile par OME". Parallèlement, l'expert avertit: "Notre expérience montre que - surtout en dehors de l'Europe - la qualité réelle du carburant est due à des mélanges incontrôlés peut varier considérablement. Par conséquent, la sélection des matériaux d'étanchéité doit toujours être effectuée en collaboration avec des spécialistes. "

Pendant plus de dix ans, le spécialiste des joints a mené des séries de tests pour explorer les effets de la composition fluctuante des carburants sur les matériaux des joints. Dans nos propres laboratoires, le comportement de gonflement a été étudié dans les esters méthyliques de soja et les huiles végétales hydrogénées. En outre, les chercheurs ont mis au point leur propre concept de banc d’essai, grâce auquel le matériau d’étanchéité, qui est exposé en permanence à un combustible pendant une longue période, peut examiner la perméabilité des carburants. Ce faisant, il a été observé que les petites molécules polaires telles que le méthanol avaient un effet d’ouvre-porte sur des hydrocarbures par ailleurs imperméables: La perméabilité change avec le temps.

Dans l’ensemble, les matériaux FKM se sont avérés supérieurs dans toutes les séries de tests, non seulement pour la teneur en fluor, mais pour l’ensemble de la structure du matériau, qui a été choisie pour la résistance et l’étanchéité. Traber ne voit donc aucun obstacle fondamental à l’introduction de carburants régénératifs: "Si les matériaux sont correctement conçus, il existe déjà des matériaux appropriés."