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        汽車天然氣儲罐采用帝斯曼高性能熱塑性復(fù)合材料

        2014-08-15 00:49:58
        上海塑料 2014年3期
        關(guān)鍵詞:帝斯曼吹塑儲氣罐

        荷蘭皇家帝斯曼集團(tuán)表示,通過結(jié)合兩種最具創(chuàng)新性的熱塑性技術(shù)而成功制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。采用兼具內(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)夤薜馁|(zhì)量大幅減少70%。

        氫氣和天然氣用于汽車燃料,在經(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使用CNG 作為替代燃料。與當(dāng)前使用汽油或柴油相比,CNG 可使二氧化碳排放量減少15%。

        傳統(tǒng)的40L鋼罐質(zhì)量約60kg,而采用Akulon燃油阻隔內(nèi)膽的復(fù)合IV 型罐僅重20kg。車輛質(zhì)量減少10kg,每公里里程的二氧化碳排放量大約減少1g。

        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。

        CNG 儲罐的內(nèi)膽材質(zhì)

        Akulon 燃油阻隔采用一種 含有特殊添加劑的配方,可進(jìn)一步提高PA 6的阻氣性,并且使其在低溫下(低至-60°C)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(gè)新品級,適合公共汽車和卡車等重型車輛用的大壓力容器內(nèi)膽的吹塑成型。一般聚合物的熔體強(qiáng)度較低,通常很難采用PA 6進(jìn)行大型吹塑成型,但該品級為長度超過2m 的儲罐具有穩(wěn)定型坯的熔體強(qiáng)度,確保高精度的壁厚控制。

        CNG 罐的復(fù)合纖維材質(zhì)

        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。帝斯曼采用熱塑性材料,如Eco PaXX 聚酰胺410或Akulon的另一個(gè)品級,開發(fā)出用于容器包覆的復(fù)合纖維,從而成功實(shí)現(xiàn)了下一代V 型壓力容器的聯(lián)合研發(fā)。

        V 型壓力容器的質(zhì)量比鋼罐減少了約70%,比IV 型壓力容器更輕,而材質(zhì)比鋼更耐用,具有更好的耐蝕性,并且可回收利用。Eco PaXX 另一個(gè)優(yōu)勢是,其聚合物全部采用可再生資源制成,因此,整個(gè)生命周期內(nèi)的碳排放總量為零。

        Covess董事Tony Vanswijgenhoven 是研究熱塑性復(fù)合材料容器的專家,目前正在與帝斯曼展開密切合作。他表示:“在Covess制造V 型壓力容器的研發(fā)過程中,可以采用玻璃、碳或混合纖維實(shí)現(xiàn)重量、性能與經(jīng)濟(jì)性的完美平衡。無論你選擇哪種纖維,最后容器都會(huì)比現(xiàn)有類似的IV 型儲罐更輕盈。”

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