汽車天然氣儲罐采用帝斯曼高性能熱塑性復(fù)合材料提升承壓性能

荷蘭皇家帝斯曼集團(tuán)最近表示，通過結(jié)合兩種最具創(chuàng)新性的熱塑性技術(shù)而成功打造的高性能壓力容器，非常適合用作壓縮天然氣（CNG）或氫燃料汽車的輕型儲氣罐。利用兼具內(nèi)層襯膽和外層復(fù)合纖維加固的解決方案，帝斯曼能夠?qū)夤薜闹亓看蠓鶞p少70%。

氫氣和天然氣在汽車燃料的經(jīng)濟(jì)性和低碳性方面占有重要地位。天然氣儲量較高的國家逐漸發(fā)現(xiàn)使用CNG作為替代燃料的優(yōu)勢：與當(dāng)前的汽油或柴油解決方案相比，CNG可使二氧化碳排放量減少15%。傳統(tǒng)的40 L鋼罐重量約60 kg，而采用Akulon燃油阻隔內(nèi)膽的復(fù)合IV型罐重量僅為20 kg。車輛重量每減少10 kg，則每公里里程的二氧化碳排放量大約減少1 g。IV型壓力容器采用塑料基材和纖維纏繞加固，不同于含有金屬成分的I、II和III類容器。在10月中旬于德國舉辦的Fakuma展上，帝斯曼展出了一款配備利用Akulon燃油阻隔（一種具有極高碳?xì)浠衔镒韪粜缘木埘０坊こ趟芰希┐邓苄蛢?nèi)膽的儲氣罐。該罐可以用熱固性或熱塑性樹脂為基材的復(fù)合纖維進(jìn)行包覆，如Eco-PaXX聚酰胺410等制成的膠帶。

Akulon燃油阻隔采用一種含有特殊添加劑的配方，可進(jìn)一步提升PA6強(qiáng)大的阻氣性，并且使其在低溫下（低至-60℃）也具有極高的耐沖擊性。HDPE內(nèi)膽的滲透性過高，導(dǎo)致無法在車輛內(nèi)安裝含有此類內(nèi)膽的復(fù)合IV型儲罐。但是，相對于HDPE材料，Akulon燃油阻隔內(nèi)膽材料可以讓排放因子至少降低150，從而能夠在汽車內(nèi)成功使用IV型儲罐。Akulon燃油阻隔的產(chǎn)品組合增加了一個新品級，適合公共汽車和卡車等重型車輛用大壓力容器內(nèi)膽的吹塑成型。一般聚合物的熔體強(qiáng)度相對較低，通常很難利用PA6進(jìn)行大型吹塑成型，但該品級具有足以為長度超過2 m的儲罐創(chuàng)建穩(wěn)定型坯的熔體強(qiáng)度，可以確保高精度的壁厚控制。

在當(dāng)前IV型壓力容器中，復(fù)合纖維加固包含采用環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯等熱固性聚合物制成的玻璃或碳纖維。帝斯曼利用熱塑性材料，如EcoPaXX聚酰胺410或Akulon的另一個品級，開發(fā)出用于容器包覆的復(fù)合纖維，從而成功實現(xiàn)了下一代V型壓力容器的聯(lián)合研發(fā)。V型壓力容器的重量比鋼罐減少了約70%，并且比IV型壓力容器更輕。此類材質(zhì)比鋼更耐用，具有更好的耐化學(xué)性（抗腐蝕），并且可完全回收。

（Grace）