汽车天然气储罐采用帝斯曼高性能热塑性复合材料提升承压性能

汽车天然气储罐采用帝斯曼高性能热塑性复合材料提升承压性能

荷兰皇家帝斯曼集团最近表示，通过结合两种最具创新性的热塑性技术而成功打造的高性能压力容器，非常适合用作压缩天然气（CNG）或氢燃料汽车的轻型储气罐。利用兼具内层衬胆和外层复合纤维加固的解决方案，帝斯曼能够将储气罐的重量大幅减少70%。

氢气和天然气在汽车燃料的经济性和低碳性方面占有重要地位。天然气储量较高的国家逐渐发现使用CNG作为替代燃料的优势：与当前的汽油或柴油解决方案相比，CNG可使二氧化碳排放量减少15%。传统的40 L钢罐重量约60 kg，而采用Akulon燃油阻隔内胆的复合IV型罐重量仅为20 kg。车辆重量每减少10 kg，则每公里里程的二氧化碳排放量大约减少1 g。IV型压力容器采用塑料基材和纤维缠绕加固，不同于含有金属成分的I、II和III类容器。在10月中旬于德国举办的Fakuma展上，帝斯曼展出了一款配备利用Akulon燃油阻隔（一种具有极高碳氢化合物阻隔性的聚酰胺基工程塑料）吹塑型内胆的储气罐。该罐可以用热固性或热塑性树脂为基材的复合纤维进行包覆，如Eco-PaXX聚酰胺410等制成的胶带。

Akulon燃油阻隔采用一种含有特殊添加剂的配方，可进一步提升PA6强大的阻气性，并且使其在低温下（低至-60℃）也具有极高的耐冲击性。HDPE内胆的渗透性过高，导致无法在车辆内安装含有此类内胆的复合IV型储罐。但是，相对于HDPE材料，Akulon燃油阻隔内胆材料可以让排放因子至少降低150，从而能够在汽车内成功使用IV型储罐。Akulon燃油阻隔的产品组合增加了一个新品级，适合公共汽车和卡车等重型车辆用大压力容器内胆的吹塑成型。一般聚合物的熔体强度相对较低，通常很难利用PA6进行大型吹塑成型，但该品级具有足以为长度超过2 m的储罐创建稳定型坯的熔体强度，可以确保高精度的壁厚控制。

在当前IV型压力容器中，复合纤维加固包含采用环氧树脂或不饱和聚酯等热固性聚合物制成的玻璃或碳纤维。帝斯曼利用热塑性材料，如EcoPaXX聚酰胺410或Akulon的另一个品级，开发出用于容器包覆的复合纤维，从而成功实现了下一代V型压力容器的联合研发。V型压力容器的重量比钢罐减少了约70%，并且比IV型压力容器更轻。此类材质比钢更耐用，具有更好的耐化学性（抗腐蚀），并且可完全回收。

（Grace）