Líneas de combustible - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

En los últimos años ha habido un gran desarrollo en el área de líneas de combustible impulsado por la legislación existente e inminente sobre emisiones de hidrocarburos y gases de escape. En Estados Unidos, la Ley de Aire Limpio de 1991 y sus sucesivas enmiendas exigen una emisión máxima total de hidrocarburos por parte del automóvil de un máximo de 2 g por 24 h medida por el llamado ensayo SHED. El límite de 2 g es válido para coches nuevos y durante diez años o los primeros 160.000 km de servicio. En el caso de los camiones, son once años y 192.000 kin. En Europa existen los proyectos de normativa denominados EURO 2000 y 2005 que restringen las emisiones de hidrocarburos de forma similar. Como se indica en el ejemplo de los tanques de combustible, la composición del combustible está cambiando. El tetraetil plomo ha desaparecido de la gasolina y el alcohol más agresivo y se agrega MTBE en los EE. UU. Y metanol en Europa. El combustible diesel también está cambiando en composición, ya que se agrega cada vez más éster metílico de aceite de colza (RME) o biodiésel. VW lo utiliza al 100% como combustible de prueba. Debido a la evidencia de contaminación de las aguas subterráneas en el estado de California por fugas de MTBE de los tanques de almacenamiento, su gobierno ha dictaminado que el MTBE debería eliminarse gradualmente como aditivo de combustible para 2002. Sin embargo, existe una fuerte oposición de la Asociación de Combustibles Oxigenados de EE. UU. ( OFA) y, por tanto, el uso futuro de MTBE es incierto. En Alemania, se han definido composiciones estándar de gasolina para probar los sistemas de combustible, ambos contienen metanol, estos están cubiertos por: - FAM-DIN 51604-A FAM-DIN 51604-B Los niveles de benceno en la gasolina deben reducirse de su 2,5% a posiblemente 1% en Europa e incluso más en el futuro, lo que requiere adiciones de MTBE, TAME y / o etanol. El nivel de azufre del combustible diesel se reducirá en Europa a 350 ppm para el año 2000 y 50 ppm para 2005. Una tercera razón para los cambios es la legislación relativa a la reducción de combustible para minimizar la emisión de gases de escape no deseados. Los motores diesel con inyección common rail aumentan la temperatura del combustible a 100-120°C, por lo que aumenta la "acidez" del combustible y, por lo tanto, la agresividad hacia las líneas de combustible. Otros requisitos son el amplio rango de temperatura (-40 a + I00°C a las que están sometidas las líneas de combustible y la necesidad de resistir la sal, la salmuera y el cloruro de zinc. El cloruro de zinc se forma por reacción de sal y salmuera con el revestimiento metálico de zinc de la poliamida 12 muestra una buena resistencia a este respecto. A largo plazo, muchas cosas pueden cambiar con la introducción del motor eléctrico de pila de combustible, que puede ser alimentado con metanol o metano como combustible. Se pueden distinguir dos tipos de conductos de combustible: las líneas del chasis que corren a lo largo de la parte inferior del automóvil y las mangueras de puente que conectan el tanque con las líneas del chasis también llamadas manguera de puente del tanque de combustible y desde las líneas del chasis a las llamadas líneas de puente del motor. Los conectores mantienen las diversas líneas en su lugar. Las líneas del chasis están fijadas al chasis, por lo que la flexibilidad no es importante, pero sí la resistencia al impacto y a la corrosión. Los plásticos tienen un grado variable de permeabilidad a los hidrocarburos y la elección correcta de material o combinación. de materiales es de una importancia óptima. La resina acetálica ampliamente utilizada para piezas moldeadas por inyección en el sistema de combustible tiene buenos valores de permeabilidad, pero en la actualidad no puede extruirse en tubos. Las pruebas de permeación se realizan de acuerdo con ASTM E96-66. Las líneas de chasis son de acero revestido o tubos de aluminio o de tubos extruidos de una o varias capas PA 12. La manguera de puente del tanque de combustible a menudo está hecha de un tubo de goma multicapa con una capa interna de un elastómero fluorado para disminuir la permeabilidad. Sin embargo, también los tubos de PA 12 se utilizan a menudo con un revestimiento interior de PVDF coextruido o ETFE. El mercado estadounidense está dominado por los sistemas multicapa P-CAP suministrados por Pilot Industries. Se promueven las siguientes construcciones: P-CAP 2: consta de una capa interna de ETFE no conductora y una capa externa de PA 12. P-CAP 3 - es para contacto directo con combustible y está hecho de una capa interior conductora de ETFE, seguida de una capa normal de ETFE y una capa exterior de PA 12. E-P-CAP 3: tiene una capa interna de ETFE conductor, seguida de una de ETFE y una capa externa de fluorelastómero FKM. El ETFE (polímero de etileno-tetrafluoretileno) sirve como PVDF como una excelente barrera al combustible.

Se han desarrollado sistemas de tres y cuatro capas. Una capa de tres consta de PA 12 resistente a los impactos, una capa interior de PA 12 modificada seguida de una capa de barrera de PVDE. Este sencillo sistema reduce 15 veces la permeabilidad del combustible que contiene metanol en comparación con los tubos PA 12. También se utiliza una capa intermedia de PBT de 0,2 mm entre dos capas de PA 12 de 0,4 mm. Alguien ofrece sus estructuras MLT (tubos multicapa) con una barrera de PVDF y una capa exterior en PA 12. Un mayor desarrollo ha proporcionado el uso de una unión entre capas para evitar la delaminación. Se han desarrollado estructuras de cinco capas para líneas de vapor y húmedas. El polifenilenosulfuro (PPS) para líneas de combustible debido a un mercado de excelente resistencia química y bajas permeabilidades para una gran cantidad de combustibles. Ford usa PPS para sus motores de 6 cilindros por esas razones. Sin embargo, la baja resistencia al impacto y el alto precio del polifenilenosulfuro limitan su potencial de mercado. Un material relativamente nuevo que se está desarrollando para líneas de combustible y piezas moldeadas es la policetona alifática (APK). El producto tiene una excelente baja permeabilidad al combustible y buena resistencia al impacto. Varios productores de líneas de combustible como Veritas, Alemania, han extruido y probado APK. Comparado con PA 12, este polímero tiene una rigidez muy alta, posiblemente demasiado alta, donde se requiere flexibilidad.