Các ứng dụng sáng tạo của vật liệu nhựa đã thâm nhập vào nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau, cung cấp các lựa chọn thay thế nhẹ và chống ăn mòn cho các vật liệu truyền thống. Tuy nhiên, trong lĩnh vực chuyên biệt về lưu trữ nhiên liệu, các yêu cầu về vật liệu đặc biệt nghiêm ngặt và không phải tất cả các loại nhựa đều phù hợp. Bài viết này xem xét việc ứng dụng tấm nhựa PE100/HDPE (polyethylene mật độ cao) trong sản xuất bình nhiên liệu, tập trung vào những hạn chế của HDPE tiêu chuẩn đối với việc lưu trữ xăng không chì và những sửa đổi cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn chứa nhiên liệu nghiêm ngặt.
Xăng không chì đặt ra những thách thức vật liệu đáng kể do tính dễ bay hơi và tính ăn mòn của nó. Mặc dù các tấm nhựa PE100/HDPE tiêu chuẩn thể hiện khả năng kháng hóa chất cơ bản, nhưng chúng không được thiết kế sẵn để tiếp xúc lâu dài với xăng không chì. Các hợp chất hydrocarbon trong xăng có thể thấm vào ma trận HDPE, gây ra hiện tượng trương nở vật liệu, suy giảm cấu trúc và cuối cùng là phá vỡ. Sự thấm này không chỉ làm tổn hại đến tính toàn vẹn vật lý của bình mà còn gây ra các rủi ro về môi trường.
Bình nhiên liệu phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về môi trường đối với khí thải hydrocarbon. Tính thấm của HDPE tiêu chuẩn không cung cấp các đặc tính rào cản cần thiết theo các tiêu chuẩn này. Sự thấm của nhiên liệu dẫn đến ô nhiễm môi trường và các mối nguy hiểm cho sức khỏe, đòi hỏi các vật liệu có hiệu suất rào cản vượt trội. Các khuôn khổ pháp lý thiết lập các giới hạn tốc độ thấm nghiêm ngặt để giảm thiểu phát thải các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), bảo vệ chất lượng không khí và sức khỏe cộng đồng.
Bình nhiên liệu phải duy trì tính toàn vẹn về cấu trúc trong các điều kiện vận hành khác nhau. Mặc dù các tấm PE100/HDPE tiêu chuẩn thể hiện độ bền, nhưng chúng thiếu các tính chất cơ học quan trọng như khả năng chịu va đập ở nhiệt độ thấp cần thiết để chứa nhiên liệu an toàn, tạo ra các rủi ro về gãy hoặc hỏng. Bình nhiên liệu phải chịu được rung động, va đập và dao động nhiệt do xe gây ra, đòi hỏi các vật liệu có độ bền và độ dẻo dai đủ để ngăn ngừa rò rỉ trong điều kiện khắc nghiệt.
Sản xuất bình nhiên liệu HDPE đã được sửa đổi sử dụng các kỹ thuật đúc chính xác để đảm bảo phân bố phụ gia đồng đều trong toàn bộ thành bình, đảm bảo khả năng bảo vệ và hiệu suất nhất quán.
Mặc dù các tấm PE100/HDPE tiêu chuẩn không phù hợp với bình xăng không chì, nhưng chúng thường hoạt động tốt để lưu trữ nhiên liệu diesel do những khác biệt cơ bản về hóa học và vật lý giữa các loại nhiên liệu.
Những tiến bộ trong công nghệ polymer và công thức phụ gia hứa hẹn sẽ nâng cao hơn nữa hiệu suất bình nhiên liệu bằng nhựa và tuân thủ môi trường. Nghiên cứu tập trung vào việc phát triển các vật liệu có các đặc tính rào cản, độ bền cơ học và khả năng kháng hóa chất được cải thiện, đồng thời khám phá các polymer có nguồn gốc sinh học và có thể tái chế để giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và thúc đẩy các nguyên tắc kinh tế tuần hoàn trong các giải pháp chứa nhiên liệu.
