مخزن سوخت پلاستیکی

جایگزینی مخازن سوخت پلاستیکی با انواع فلزی در خودرو

اولین مخزن سوخت به کار رفته در خودروها از جنس فولاد پوشش داده شده با قلع – سرب بوده است. این نوع مخازن در معرض خوردگی سطح داخلی قرار داشتند و همچنین سطح بیرونی آن ها نیز در تماس با مواد شیمیایی موجود در محیط، نمک، گل، لای و شن دچار آسیب می شود. باتوجه به حساسیت این قطعه و امکان انفجار خودرو در صورت وجود نقص در این قطعه، تلاش های زیادی جهت توسعه نسل های بعدی مخازن سوخت صورت گرفت. مهمترین اهداف بهبود عملکرد مخازن سوخت، افزایش زمان سرویس دهی این قطعه، کاهش عبور پذیری آن در برابر بخارات سوخت، کاهش وزن، افزایش ایمنی و کاهش بهای تمام شده آن است.

باتوجه به روند رو به رشد استفاده از پلاستیک ها در تولید قطعاتی خودرو، OEM ها در دهه 80 میلادی تلاش هایی برای استفاده از پلاستیک ها در تولید مخازن سوخت کردند. در ادامه تا سال 1993 میلادی 80 درصد خودروهای اروپایی به مخازن سوخت پلاستیکی مجهز شدند. افزایش استفاده از مخازن سوخت پلاستیکی در کشورهای مختلف، متفاوت است و برای مثال کشور ژاپن کمترین سهم استفاده از مخازن سوخت پلاستیکی را دارد.

سیستم سوخت رسانی یک خودرو شامل اجزای مختلف مانند مخزن، پمپ، سنسور سنجش ارتفاع سوخت، سیستم کنترل بخارات و لوله های انتقال دهنده سوخت به موتور است. یکپارچه بودن این سیستم و حفظ این یکپارچگی در زمان کاربری یا تصادفات احتمالی، اولین معیار طراحی یک سیستم سوخت کارا است. علاوه بر این نکته، معیارهای زیست محیطی نیز، مانند عدم نشت سوخت و سبک بودن مجموعه سوخت رسانی، در طراحی این مجموعه مورد نظر است. پلاستیک منتخب برای تولید مخازن سوخت، پلی اتیلن با دانسیته بالا، HDPE، است. HDPE در برابر محیط های شیمیایی خورنده مقاوم است و همچنین می توان به منظور کاهش ریسک انفجار، شارژ الکتریسیته ساکن را در آن به حداقل رساند. اما مهمترین ویژگی مخازن سوخت تولید شده با HDPE، عاری بودن آن ها از خطوط جوش است. علیرغم ورق های فلزی که به کمک فرایند جوشکاری به قطعه نهایی مخزن سوخت تبدیل می شوند، مخازن HDPE به روش قالبگیری دمشی (Blow Molding) تولید می شوند و ساختار فیزیکی آن ها به صورت یکپارچه است. این روش تولید امکان طراحی هندسه های پیچیده را نیز مهیا می کند و منجر به استفاده بهینه از فضای خودرو می شود.

به صورت متوسط  مخازن سوخت پلاستیکی حداقل 20 درصد از انواع فلزی سبک تر هستند. این نکته مزایای زیست محیطی فراوانی برای این نوع مخازن در پی دارد. همچنین پلاستیک ها امکان تغییر شکل در صورت وارد آمدن تنش را دارند و در صورت وقوع تصادفات احتمالی ضریب انفجار آن ها پایین تر از انواع فلزی است. اما مخازن فلزی نیز همچنان مهندسین طرفدار فراوانی دارند. مهمترین مزیت این مخازن قیمت تمام شده پایین تر و امکان بازیافت آسان آن ها در مقایسه با پلاستیک ها است. امروزه نسل دوم مخازن پلاستیکی، مخازن پلاستیکی چندلایه، توسعه داده شده اند. در بخش های بعدی این مقاله با ویژگی های این مخازن آشنا خواهیم شد.

فوم بردهای PVC محصولاتی با کاربردهای متنوع

فوم برد های PVC محصولاتی با کاربردهای متنوع

به صورت میانگین در هر ثانیه در اثر پدیده جنگل زدایی یک هکتار از سطح جنگل های دنیا کاهش می یابد. فارغ از عوامل دیگر، یکی از مهمترین دلایل این پدیده، قطع درختان به منظور تامین چوب مورد نیاز برای صنایع مختلف است. ورود فوم برد PVC پتانسیل بالقوه بالایی را برای جایگزینی چوب در بسیاری از کاربردها ایجاد کرده است. این فوم بردها می توانند با استفاده از ترکیبات سازگار با محیط زیست تولید شوند (برای مثال عاری از فرمالدهید، گوگرد، سرب و …) و قابل بازیافت نیز باشند. علاوه بر این نکته، فوم برد های PVC به دلیل ذات آب گریزشان در برابر رطوبت و رشد حشرات مقاومت بسیار بالایی دارند و شاید مهمترین مزیت آن ها نسبت به بردهای بر پایه چوب، همین نکته است. همچنین سطح نهایی این محصولات می تواند براق، رنگی، چاپ پذیر، پوشش پذیر و … باشد و برای انواع کاربرد های دکوراتیو گزینه مناسبی هستند. سبکی، انعطافپذیری و مقاومت در برابر مواد شیمیایی از دیگر ویژگی های این محصول است.

فوم بردهای PVC محصولاتی با کاربردهای متنوع

فوم بردهای PVC کاربرد فراوانی در ساختمان سازی، صنایع چوب و مبلمان، دکور، طراحی و تبلیغات دارند. فرایند تولید این فوم ها اکستروژن است. فرمولاسیون مناسب برای تولید شامل رزین PVC، پایدار کننده حرارتی، کمک فرایند، عامل فوم زا، تنظیم کننده فوم (Foaming Regulator)، اصلاح کننده ضربه و رنگدانه (معمولا اکسید تیتانیوم و براق کننده) است. اکسترودر مناسب برای تولید این محصول معمولا از نوع اکسترودر دو پیچه موازی است و در انتهای آن قالب Coat-hanger قرار دارد. پس از خروج ورق تولیدی از قالب، برای تنظیم ضخامت، ورق وارد قسمت کالیبراتور شده و سپس در صورت لزوم توسط واحد های برش، کناره های ورق برش می خورد.

تولید یک فوم برد با کیفیت به انتخاب صحیح دستگاه تولید، مقدار و نوع اجزای فرمولاسیون بستگی دارد. می توان گفت مهمترین بخش فرمولاسیون این محصول، مجموعه افزودنی های فوم زا و تنظیم کننده فوم است. این مجموعه افزودنی، تنظیم کننده استحکام و الاستیسیته مذاب است و این دو عامل به صورت مستقیم تعیین کننده کیفیت ساختار فوم هستند. علاوه بر افزودنی های فوم زا و تنظیم کننده فوم، مانند هر محصول بر پایه PVC دیگری انتخاب صحیح پایدار کننده حرارتی و کمک فرایند بسیار مهم است.

به عنوان نمونه یک فرمولاسیون مناسب برای تولید فوم برد با کیفیت خوب شامل اجزای زیر است:

  • PVC resin (K value=58), 100 phr
  • Heat stabilizer (Normally Tin based), 2 phr
  • Calcium Stearate, 0.5 phr
  • OPE wax, 0.2 phr
  • Other waxes, 0.5 phr
  • Foaming agent (AC/ NC), 0.6 phr
  • Calcium Carbonate, 10 phr
  • Titanium Dioxide (Rutile), 4 phr
  • Lubricant (Processing aid), 2 phr
  • Foaming regulator, 5 phr
  • Impact modifier (CPE), 3 phr
  • Optical brightener (OB-1), 0.05 phr

دماهای فرایند تولید بایستی در کمترین مقدار ممکن تنظیم شوند. (در محدوده 160 تا 180 درجه سانتیگراد) همچنین ممکن است مقدار اجزای فرمولاسیون نهایی محصول برای دستیابی به مطلوب ترین خواص در فوم برد نهایی، باتوجه به ضخامت ورق تولیدی تغییر کنند. در بخش های بعدی این مقاله در مورد انتخاب افزودنی های مناسب برای تولید فوم برد های PVC بیشتر صحبت خواهیم کرد.