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氫燃料電池汽車(chē)，作為新能源車(chē)家族中的閃亮新星，因其“零排放、無(wú)污染、高效能”等優(yōu)點(diǎn)，正逐步走入大眾視野。不過(guò)，要讓這位“新星”大規(guī)模上路，還有不少難題待解，這也為化工新材料行業(yè)帶來(lái)了前所未有的機(jī)會(huì)。
為了應(yīng)對(duì)車(chē)輛的“氫儲(chǔ)運(yùn)”難題，化工企業(yè)們可謂使出了渾身解數(shù)。今天要給大家介紹的，是中化國(guó)際推出的高性能環(huán)氧樹(shù)脂解決方案，這一創(chuàng)新方案被用于高壓儲(chǔ)氫氣瓶的復(fù)合材料中，以提升車(chē)輛儲(chǔ)氫系統(tǒng)的安全性和可靠性。
儲(chǔ)氫方式
氫氣的儲(chǔ)存方式有很多種，其中，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫因其容器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、充裝和排放速度快等優(yōu)點(diǎn)，備受青睞。
高壓儲(chǔ)氫氣瓶是氫燃料電池汽車(chē)的關(guān)鍵部件，直接關(guān)系到車(chē)輛的續(xù)航里程和安全性能。
它們主要分為四類：全金屬（Ⅰ型）、金屬內(nèi)膽復(fù)合材料環(huán)向纏繞（Ⅱ型）、金屬內(nèi)膽復(fù)合材料全纏繞（Ⅲ型）和非金屬內(nèi)膽復(fù)合材料全纏繞（Ⅳ型）。
其中，Ⅲ型和Ⅳ型由于其輕量化和高儲(chǔ)氫密度，成為目前的主流選擇。
Ⅲ型和Ⅳ型高壓儲(chǔ)氫氣瓶?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)精妙，主要由內(nèi)膽、中間層、外保護(hù)層及密封結(jié)構(gòu)組成。中間層通常采用碳纖維和樹(shù)脂增強(qiáng)復(fù)合材料，外保護(hù)層則采用玻璃纖維和樹(shù)脂增強(qiáng)復(fù)合材料。
環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用
長(zhǎng)期的充氣放氣過(guò)程，對(duì)復(fù)合材料的樹(shù)脂基體提出了很高的要求，需要其具備良好的力學(xué)強(qiáng)度和韌性。
高壓儲(chǔ)氫氣瓶的復(fù)合材料樹(shù)脂基體目前主要采用環(huán)氧樹(shù)脂。中化國(guó)際在普通環(huán)氧樹(shù)脂的基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷的創(chuàng)新優(yōu)化，開(kāi)發(fā)出了兩款新產(chǎn)品——9821A/B和9824A/B，分別適用于Ⅲ型和Ⅳ型儲(chǔ)氫氣瓶。
這兩款新產(chǎn)品不僅工藝成型性優(yōu)秀，還具備優(yōu)異的力學(xué)強(qiáng)度、韌性和耐熱性，可有效延長(zhǎng)高壓儲(chǔ)氫氣瓶的使用壽命，并提升其安全性。
1.粘度和適用期
環(huán)氧樹(shù)脂的黏度和適用期是影響復(fù)合材料成型的重要因素。
該環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)品黏度較低，能夠更好地滲透碳纖維和玻璃纖維的間隙，降低工藝成型難度。同時(shí)，低黏度有助于排出氣泡，避免固化后的復(fù)合材料出現(xiàn)表面氣泡和內(nèi)部孔隙。
此外，新產(chǎn)品的適用期較長(zhǎng)，能夠確保在纏繞成型過(guò)程中，樹(shù)脂有充足的操作時(shí)間與纖維充分浸潤(rùn)混合，形成穩(wěn)定的纖維/界面，提高復(fù)合材料的整體性能。
2.力學(xué)性能和高韌性
高壓儲(chǔ)氫氣瓶在使用過(guò)程中，復(fù)合材料界面處的壓力差容易導(dǎo)致材料起泡和界面撕裂。
該產(chǎn)品，通過(guò)其強(qiáng)大的內(nèi)聚力和致密的分子結(jié)構(gòu)，與碳纖維和玻璃纖維形成高強(qiáng)度的復(fù)合材料層，進(jìn)一步提高儲(chǔ)氫氣瓶的強(qiáng)度，確保其在高壓環(huán)境下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。高拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和彎曲強(qiáng)度，使得氣瓶不易開(kāi)裂或爆破，顯著提升了安全性。
3.耐熱性
氫氣是一種易燃?xì)怏w，儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)陌踩杂葹橹匾?/span>
該環(huán)氧樹(shù)脂新產(chǎn)品因其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和固化后的高分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有出色的耐熱性能，能夠在車(chē)輛行駛中的溫度變化下，保持材料結(jié)構(gòu)和性能的穩(wěn)定，避免高溫引發(fā)的復(fù)合材料軟化、膨脹或破裂，保障氫燃料的安全儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
結(jié)語(yǔ)
隨著“氫”風(fēng)逐綠而來(lái)，環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)的創(chuàng)新正為氫燃料電池汽車(chē)的發(fā)展注入新的動(dòng)力。
未來(lái)，我們期待環(huán)氧樹(shù)脂領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)更多創(chuàng)新成果，為綠色交通和可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。