Μελέτη για τις επιστρώσεις σκόνης πολυαιθυλενίου για κουτιά μπαταριών

Περίληψη

Έξι τύποι επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου για κουτιά μπαταριών σχεδιάστηκαν μέσω της τροποποίησης ανάμειξης πολυαιθυλενίου με διαφορετικές ιδιότητες. Με τη δοκιμή του ρυθμού ροής τήξης, των μηχανικών ιδιοτήτων και της αντοχής στα οξέα των μεμβρανών επικάλυψης των επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου που ελήφθησαν από διαφορετικά σχήματα ανάμειξης, επιλέχθηκε ο τύπος της επικάλυψης σκόνης πολυαιθυλενίου με την καλύτερη συνολική απόδοση. Η παρασκευασμένη επικάλυψη σκόνης πολυαιθυλενίου μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις επιπέδωσης επιφάνειας των κουτιών μπαταριών και ταυτόχρονα έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες και χημική αντοχή, γεγονός που μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τη διάρκεια ζωής των κουτιών μπαταριών.

Λέξεις-κλειδιά

Κουτί μπαταρίας· Πολυαιθυλένιο· Ανάμειξη· Επιστρώσεις πούδρας
Κωδικός Ταξινόμησης: TQ637.82
Κωδικός Εγγράφου: A

1 Εισαγωγή

Με τις ολοένα και αυστηρότερες απαιτήσεις για την προστασία του περιβάλλοντος, ο έλεγχος των εκπομπών καυσαερίων και η μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης έχουν καταστεί σημαντικοί δείκτες προστασίας του περιβάλλοντος [1].

Τα παραδοσιακά οχήματα καυσίμων χρησιμοποιούν γενικά ορυκτά καύσιμα ως πηγή ενέργειας και το πιο σοβαρό τους μειονέκτημα είναι η εκπομπή μεγάλης ποσότητας καυσαερίων, τα οποία μολύνουν σοβαρά το περιβάλλον. Αντίθετα, τα οχήματα νέας ενέργειας που χρησιμοποιούν μπαταρίες αποθήκευσης ως κινητήρια δύναμη δεν παράγουν εκπομπές καυσαερίων και δεν προκαλούν ρύπανση στην ατμόσφαιρα, επομένως προτιμώνται ολοένα και περισσότερο από την αγορά [2].

Κατά τη διάρκεια ζωής των βιομηχανικών μπαταριών, διαβρώνονται από το οξύ της μπαταρίας, το οποίο επιταχύνει τη διάβρωση και την αστοχία των μπαταριών. Επομένως, η αντιδιαβρωτική προστασία των μπαταριών αποτελούσε πάντα ένα καυτό θέμα έρευνας. Τα βιομηχανικά μπαταρίες συνήθως κατασκευάζονται από ανθρακούχο χάλυβα, ο οποίος από μόνος του δεν έχει καλή αντιδιαβρωτική απόδοση [3].

Επομένως, μόνο με την εφαρμογή επιφανειακής επεξεργασίας στα εσωτερικά και εξωτερικά τοιχώματα των κουτιών μπορεί να βελτιωθεί αποτελεσματικά η αντιδιαβρωτική τους απόδοση. Μια συνήθως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία επιφανειακής επεξεργασίας είναι η εφαρμογή ενός στρώματος αντιδιαβρωτικής επίστρωσης στην επιφάνεια του κουτιού, και η επίστρωση απαιτείται όχι μόνο να αντιστέκεται στη διάβρωση από οξύ, αλλά και να προσκολλάται στενά στο υπόστρωμα.

Οι επιστρώσεις σκόνης πολυαιθυλενίου αποτελούνται συνήθως από ρητίνη πολυαιθυλενίου, πρόσθετα, πληρωτικά, χρωστικές ουσίες κ.λπ. Είναι θερμοπλαστικές επιστρώσεις σκόνης με εξαιρετική χημική αντοχή και υψηλή σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας.

Λαμβάνοντας υπόψη τις αντιδιαβρωτικές απαιτήσεις των κουτιών μπαταριών, καθώς και τις απαιτήσεις για εμφάνιση και κόστος, οι επιστρώσεις σκόνης πολυαιθυλενίου αποτελούν μια οικονομικά εφικτή επιλογή αντιδιαβρωτικής επικάλυψης. Ωστόσο, υπάρχει μια αντίφαση μεταξύ των μηχανικών ιδιοτήτων και της ρευστότητας του πολυαιθυλενίου. Οι επιστρώσεις σκόνης πολυαιθυλενίου είναι συνήθως δύσκολο να έχουν τόσο εξαιρετική ρευστότητα όσο και μηχανικές ιδιότητες, επομένως πρέπει να τροποποιηθούν ώστε να πληρούν τις απαιτήσεις επικάλυψης των κουτιών μπαταριών. Σε αυτή τη μελέτη, μέσω της ανάμειξης τροποποίησης πολυαιθυλενίου με διαφορετικές ιδιότητες, σχεδιάστηκε μια επίστρωση σκόνης πολυαιθυλενίου για κουτιά μπαταριών. Αυτή η επίστρωση έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, χημική αντοχή, υψηλή πρόσφυση και καλή ισοπέδωση της επιφάνειας.

2 Πειραματική Ενότητα

2.1 Πειραματικές Πρώτες Ύλες και Όργανα

2.1.1 Πρώτες ύλες

• Πολυαιθυλένιο (PE-A, PE-B, PE-C): Sinopec;
• Πολυαιθυλένιο (PE-D): Dow Chemical;
• Πολυαιθυλένιο (PE-E): Prime Polymer Co., Ltd., Ιαπωνία;
• Κόλλα πολυαιθυλενίου (MAH-g-PE): Model SZ-07, Huangshan Beno Technology;
• Αντιοξειδωτικό: Μοντέλο K7001, Luan JIENT;
• Σταθεροποιητής φωτός: Μοντέλο UV531, BASF;
• Παράγοντας ροής κεριού πολυαιθυλενίου: Εργοστάσιο προσθέτων της Σαγκάης.
• Πυρηνοποιητικός παράγοντας: Model Hyperform HPN-20E, Milliken Chemical, ΗΠΑ;
• Χρωστική αιθάλη μαύρου: Μοντέλο R600R, Cabot.

2.1.2 Όργανα

• Διπλός κοχλιωτός εξωθητήρας: Μοντέλο T-35, Nanjing Rub Machine, Ltd.
• Μηχανή βουλκανισμού πλάκας: Μοντέλο XLB-D, Huzhou Shyn Machinery Co., Ltd.
• Ελεγκτής ρωγμών περιβαλλοντικής καταπόνησης: Μοντέλο NYK-06, ChengdeTesting Equipment Co., Ltd.
• Γενικής χρήσης μηχάνημα δοκιμής πλαστικών: Μοντέλο WDS-3, Boyi InstruEquipment Co., Ltd.

2.2 Πειραματικές Μέθοδοι

2.2.1 Παρασκευή επιστρώσεων πούδρας

Οι πρώτες ύλες ζυγίστηκαν σύμφωνα με τον τύπο του Πίνακα 1 και προστέθηκαν σε έναν αναμικτήρα για ανάμειξη υψηλής ταχύτητας. Το μείγμα στη συνέχεια προστέθηκε σε έναν εξωθητήρα διπλού κοχλία για κοκκοποίηση με εξώθηση τήξης στους 160°C. Οι κόκκοι τοποθετήθηκαν σε μύλο για να συνθλιβούν σε σκόνη, ακολουθούμενη από ταξινόμηση και κοσκίνισμα.

Πίνακας 1 Τύπος επικάλυψης σκόνης πολυαιθυλενίου

2.2.2 Προετοιμασία Επιστρώσεων

Για την παρασκευή επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου στην επιφάνεια των κουτιών μπαταριών χρησιμοποιήθηκε μέθοδος εμβάπτισης σε ρευστοποιημένη κλίνη . Η επιφάνεια του κουτιού μπαταριών πρώτα αμμοβολήθηκε και στη συνέχεια θερμάνθηκε στους 250-350°C σε φούρνο. Στη συνέχεια, η επικάλυψη σκόνης πολυαιθυλενίου εφαρμόστηκε με εμβάπτιση σε ρευστοποιημένη κλίνη και η πλαστικοποίηση επιτεύχθηκε χρησιμοποιώντας την υπολειμματική θερμότητα του τεμαχίου εργασίας ή τοποθετώντας το σε φούρνο.

2.2.3 Προετοιμασία δειγμάτων για δοκιμές απόδοσης

Δείγματα για τον έλεγχο των μηχανικών ιδιοτήτων της σκόνης πολυαιθυλενίου παρασκευάστηκαν με χύτευση με συμπίεση.

2.3 Δοκιμή απόδοσης

• Ο ρυθμός ροής τήξης (MFR) των επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου δοκιμάστηκε σύμφωνα με το GB/T 3682-2018.
• Η απόδοση των επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου σε ρηγμάτωση περιβαλλοντικής καταπόνησης (ESC) δοκιμάστηκε σύμφωνα με το GB/T 1842-2008.
• Οι ιδιότητες εφελκυσμού των επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου δοκιμάστηκαν σύμφωνα με το GB/T 1040.2-2018.
• Η αντοχή στα οξέα των επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου δοκιμάστηκε χρησιμοποιώντας διάλυμα θειικού οξέος 30% (κλάσμα μάζας) σύμφωνα με το GB/T 11547-2008.
• Η πρόσφυση των επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου δοκιμάστηκε σύμφωνα με το GB/T 9286-2008.

Οι κύριοι δείκτες απόδοσης των επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου για κουτιά μπαταριών παρουσιάζονται στον Πίνακα 2.

Πίνακας 2 Κύριοι δείκτες απόδοσης επιστρώσεων πολυαιθυλενίου για κουτιά μπαταριών

3 Αποτελέσματα και Συζήτηση

3.1 Ανάλυση Απόδοσης Πολυαιθυλενίου

Η ανάλυση των παραμέτρων απόδοσης διαφορετικών τύπων πολυαιθυλενίου αποτελεί προϋπόθεση για τον σχεδιασμό του τύπου των μικτών επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου. Σε αυτή τη μελέτη, επιλέχθηκαν 5 διαφορετικοί τύποι πολυαιθυλενίου ως πρώτες ύλες για επιστρώσεις σκόνης και οι ιδιότητές τους δοκιμάστηκαν σύμφωνα με τα σχετικά πρότυπα. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον Πίνακα 3.

Όπως φαίνεται από τον Πίνακα 3, τα PE-A και PE-B έχουν εξαιρετικά υψηλούς ρυθμούς ροής τήξης, επομένως μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις για υψηλή επιπέδωση της επιφάνειας της επικάλυψης. Ωστόσο, η σκληρότητα των PE-A και PE-B είναι σχετικά χαμηλή. Η επιμήκυνση κατά τη θραύση του PE-A είναι μόνο 100% και ο χρόνος αντοχής του σε ρωγμές λόγω τάσης είναι μόνο 1 ώρα, επομένως δεν μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις μηχανικών ιδιοτήτων των επικαλύψεων κουτιών μπαταριών. Το PE-C είναι γραμμικό πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας με μέτριο ρυθμό ροής τήξης, το οποίο μπορεί βασικά να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις επιπέδωσης των συνηθισμένων επικαλύψεων, αλλά η σκληρότητά του είναι επίσης χαμηλή. Τόσο το PE-D όσο και το PE-E είναι γραμμικό πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας μεταλλοκενίου και και τα δύο έχουν εξαιρετική σκληρότητα και αντοχή σε εφελκυσμό. Η διαφορά είναι ότι το PE-E έχει εξαιρετικά χαμηλό δείκτη ροής τήξης, ο οποίος δεν μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις εμφάνισης επιπέδωσης της επικάλυψης.

Πίνακας 3 Ιδιότητες Διαφορετικών Τύπων Πολυαιθυλενίου

3.2 Επιλογή και Βελτιστοποίηση Πολυαιθυλενίου

Ο ρυθμός ροής τήξης (MFR) του πολυαιθυλενίου είναι ένας δείκτης που αντικατοπτρίζει τη ρευστότητα του πολυαιθυλενίου στην κατάσταση θερμής τήξης και, σε κάποιο βαθμό, αντιπροσωπεύει την ισοπεδωτική δράση της επικάλυψης πολυαιθυλενίου. Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η τιμή MFR, τόσο καλύτερο είναι το ισοπεδωτικό αποτέλεσμα της επικάλυψης. Ωστόσο, όσο υψηλότερη είναι η τιμή MFR, τόσο χαμηλότερη είναι συνήθως η σχετική μοριακή μάζα του πολυαιθυλενίου και τόσο χειρότερες είναι οι μηχανικές του ιδιότητες. Επομένως, είναι συχνά δύσκολο να ικανοποιηθούν ταυτόχρονα οι απαιτήσεις τόσο της ρευστότητας όσο και των μηχανικών ιδιοτήτων, κάτι που επαληθεύεται και από τα αποτελέσματα των δοκιμών που παρουσιάζονται στον Πίνακα 3. Εάν αναμειχθεί και χρησιμοποιηθεί πολυαιθυλένιο με διαφορετικές ιδιότητες για να επιτευχθεί εξαιρετική ρευστότητα και μηχανικές ιδιότητες, θεωρητικά, μπορούν να παρασκευαστούν επικαλύψεις σκόνης πολυαιθυλενίου με ολοκληρωμένες ιδιότητες που να πληρούν τις απαιτήσεις.

Πίνακας 4 Διαφορετικά σχήματα ανάμειξης

 Από τον Πίνακα 3 φαίνεται ότι τόσο το PE-A όσο και το PE-B έχουν υψηλούς ρυθμούς ροής τήξης, αλλά το PE-B έχει σχετικά υψηλότερη σκληρότητα, επομένως το PE-B μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό μήτρας για τη βελτίωση της ρευστότητας του μείγματος. Τα PE-D και PE-E έχουν καλές μηχανικές ιδιότητες και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υλικά μήτρας για τη βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων του μείγματος. Ωστόσο, το PE-E έχει χαμηλό ρυθμό ροής τήξης, επομένως δεν είναι κατάλληλο ως υλικό μήτρας. Για πολυαιθυλένιο με μεγάλη μέση σχετική μοριακή μάζα, όπως το PE-E, η πυκνότητα εμπλοκής αλυσίδας είναι υψηλή και ο ρυθμός ροής είναι χαμηλός. Ωστόσο, όταν υποβάλλεται σε εξωτερικά φορτία, ο μηχανισμός διαρροής του είναι κυρίως η παραμόρφωση διάτμησης και η εμφανής μοριακή ροή δεν είναι εύκολο να συμβεί, επομένως έχει υψηλή αντοχή και σκληρότητα [6]. Επομένως, τα PE-B και PE-D αναμίχθηκαν σε διαφορετικές αναλογίες για την παρασκευή αναμεμειγμένου τροποποιημένου πολυαιθυλενίου. Ταυτόχρονα, για να βελτιωθεί η δύναμη συγκόλλησης μεταξύ της επίστρωσης σκόνης πολυαιθυλενίου και του υποστρώματος του κουτιού της μπαταρίας, θα πρέπει να προστεθεί κατάλληλη ποσότητα κόλλας πολυαιθυλενίου (MAH-g-PE). Η κόλλα πολυαιθυλενίου είναι ένα συνδετικό υλικό που παρασκευάζεται με εμβολιασμό μαλεϊκού ανυδρίτη σε πολυαιθυλένιο. Συμπερασματικά, σχεδιάστηκαν 6 διαφορετικά σχήματα ανάμειξης, όπως φαίνεται στον Πίνακα 4.

3.3 Ανάλυση Απόδοσης Επιστρώσεων σε Σκόνη Πολυαιθυλενίου

Με βάση τον Πίνακα 1, σύμφωνα με τα σχήματα ανάμειξης στον Πίνακα 4, οι πρώτες ύλες αναμίχθηκαν, εξωθήθηκαν και συνθλίφθηκαν για την παρασκευή επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου. Ο ρυθμός ροής τήγματος, οι ιδιότητες εφελκυσμού, η αντοχή σε ρωγμές λόγω καταπόνησης και η αντοχή σε οξύ των επιστρώσεων σκόνης δοκιμάστηκαν σύμφωνα με τα εθνικά πρότυπα. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον Πίνακα 5.

Πίνακας 5 Αποτελέσματα Δοκιμών Απόδοσης Διαφορετικών Σχήματων Ανάμειξης

Όπως φαίνεται από τον Πίνακα 5, ο ρυθμός ροής τήξης του μείγματος μειώνεται ραγδαία με την αύξηση της αναλογίας του PE-D. Αυτό συμβαίνει κυρίως επειδή όταν το PE-B (με χαμηλή σχετική μοριακή μάζα) αναμειγνύεται με PE-D (με υψηλή σχετική μοριακή μάζα) και εξωθείται με τήξη από έναν εξωθητήρα, οι μακριές μοριακές αλυσίδες τυλίγουν τις βραχείες μοριακές αλυσίδες, με αποτέλεσμα τη γρήγορη μείωση του ρυθμού ροής τήξης. Επομένως, η ποσότητα προσθήκης πολυαιθυλενίου με χαμηλή ρευστότητα έχει μεγάλη επίδραση στη ρευστότητα του μείγματος και πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην ποσότητα προσθήκης του κατά τον σχεδιασμό του τύπου των επιστρώσεων σκόνης μικτού πολυαιθυλενίου. Από μια άλλη οπτική γωνία, η ρευστότητα του PE-D (πολυαιθυλένιο με χαμηλή ρευστότητα) μπορεί επίσης να βελτιωθεί σημαντικά μετά την ανάμειξη με PE-B (πολυαιθυλένιο με σχετικά υψηλή ρευστότητα). Αυτό συμβαίνει επειδή το πολυαιθυλένιο με βραχείες μοριακές αλυσίδες μπορεί να εισαχθεί πυκνά στο πολυαιθυλένιο με μακριές μοριακές αλυσίδες, προκαλώντας το να σχηματίσει μια στρωματοποιημένη δομή, αποδυναμώνοντας έτσι την εμπλοκή της μοριακής αλυσίδας. Οι τροποποιητές ροής για πολυαιθυλένιο υψηλής σχετικής μοριακής μάζας συνήθως χρησιμοποιούν αυτήν την αρχή για να βελτιώσουν τη ρευστότητα του πολυαιθυλενίου [7].

Από τον Πίνακα 5 φαίνεται επίσης ότι η αντοχή σε εφελκυσμό και η επιμήκυνση κατά τη θραύση των επιστρώσεων σκόνης μικτού πολυαιθυλενίου αυξάνονται σταδιακά με την αύξηση της ποσότητας προσθήκης PE-D, υποδεικνύοντας ότι η συμβατότητα μεταξύ των δύο διαφορετικών τύπων πολυαιθυλενίου είναι καλή. Αυτό οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι οι τιμές ενθαλπίας και εντροπίας των PE-B και PE-D είναι παρόμοιες, επομένως ουσιαστικά δεν υπάρχει καμία αλλαγή στην ελεύθερη ενέργεια του μείγματος και η συμβατότητα μεταξύ των δύο τύπων πολυαιθυλενίου είναι υψηλή. Σε σύγκριση με το Σχήμα 1, το Σχήμα 6 έχει σημαντική αύξηση στην αντοχή, η επιμήκυνση κατά τη θραύση αυξάνεται κατά 2 φορές και η σκληρότητα της επικάλυψης βελτιώνεται σημαντικά. Αν και η αντοχή και η σκληρότητα της επικάλυψης βελτιώνονται σημαντικά με την αύξηση της ποσότητας προσθήκης PE-D, ο ρυθμός βελτίωσης είναι πολύ χαμηλότερος από τον ρυθμό μείωσης του ρυθμού ροής τήγματος. Αυτό συμβαίνει επειδή η ενσωμάτωση του PE-B μειώνει την πυκνότητα εμπλοκής της μοριακής αλυσίδας του PE-D, καθιστώντας πιο πιθανό να συμβεί ροή μοριακής αλυσίδας κατά τη διαδικασία τάνυσης, ενώ το φαινόμενο διάτμησης εξασθενεί.

Για την επίστρωση πολυαιθυλενίου που εφαρμόζεται στην επιφάνεια του κουτιού της μπαταρίας, η απελευθέρωση τάσης που προκαλείται από την τάση της εσωτερικής δομής να σταθεροποιείται και η συγκέντρωση τάσης που σχηματίζεται στις γωνίες μπορεί να προκαλέσει ρωγμές στην επίστρωση. Επομένως, η αντοχή στη ρωγμάτωση λόγω τάσης είναι ένα σημαντικό πρότυπο για τη μέτρηση της διάρκειας ζωής της επίστρωσης. Από τα αποτελέσματα των δοκιμών περιβαλλοντικής καταπόνησης στον Πίνακα 5 φαίνεται ότι η αντοχή στη ρωγμάτωση λόγω τάσης της επίστρωσης σε σκόνη πολυαιθυλενίου είναι σύμφωνη με την ανθεκτικότητά της, δηλαδή, όσο υψηλότερη είναι η ανθεκτικότητα της επίστρωσης, τόσο καλύτερη είναι η αντοχή στη ρωγμάτωση λόγω τάσης. Το PE-D μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αντοχή στη ρωγμάτωση λόγω τάσης της επίστρωσης σε σκόνη μικτού πολυαιθυλενίου.

Η επίστρωση σκόνης πολυαιθυλενίου για κουτιά μπαταριών διαβρώνεται συνεχώς από οξύ μπαταρίας, επομένως πρέπει να έχει εξαιρετική αντιδιαβρωτική απόδοση. Από τα αποτελέσματα των δοκιμών αντοχής σε οξύ στον Πίνακα 5 φαίνεται ότι μετά την εμβάπτιση της επίστρωσης σκόνης πολυαιθυλενίου που παρασκευάζεται σύμφωνα με το Σχήμα 1 σε όξινο διάλυμα, δεν υπάρχουν φυσαλίδες ή διάλυση, αλλά εμφανίζεται σοβαρή διόγκωση και ο βαθμός πρόσφυσης της επίστρωσης είναι μόνο 5. Σε σύγκριση με το Σχήμα 1, η επίστρωση που παρασκευάζεται σύμφωνα με το Σχήμα 2 έχει σχετικά μικρότερη διόγκωση μετά τη διάβρωση από όξινο διάλυμα και η πρόσφυση φτάνει στον βαθμό 3. Οι επιστρώσεις πολυαιθυλενίου που παρασκευάζονται σύμφωνα με άλλα σχήματα δεν έχουν εμφανές φαινόμενο διάβρωσης και η πρόσφυση της επίστρωσης μπορεί να φτάσει πάνω από τον βαθμό 1. Το ίδιο το μεταλλοκένιο PE-D έχει εξαιρετική χημική αντοχή, επομένως με τη σταδιακή αύξηση της ποσότητας προσθήκης του, η αντιδιαβρωτική απόδοση της επίστρωσης βελτιώνεται σταδιακά.

Μέσω των δοκιμών απόδοσης των επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου με διαφορετικούς τύπους που σχεδιάστηκαν παραπάνω, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι επιστρώσεις σκόνης πολυαιθυλενίου που παρασκευάστηκαν σύμφωνα με το Σχήμα 3 και το Σχήμα 4 όχι μόνο έχουν υψηλή ρευστότητα, αλλά έχουν επίσης εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες και αντιδιαβρωτική απόδοση, οι οποίες μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις απόδοσης των επιστρώσεων σκόνης για κουτιά μπαταριών. Γενικά, όσο υψηλότερος είναι ο ρυθμός ροής τήξης των επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση ισοπέδωσης και τόσο πιο λεία είναι η επιφάνεια της επικάλυψης. Όταν ο ρυθμός ροής τήξης των συνήθως χρησιμοποιούμενων επιστρώσεων σκόνης πολυαιθυλενίου είναι υψηλότερος από 10 g/(10 λεπτά), μπορεί να ικανοποιήσει τις υψηλότερες απαιτήσεις ισοπέδωσης. Ωστόσο, οι ρυθμοί ροής τήξης του Σχήματος 5 και του Σχήματος 6 είναι χαμηλότεροι από 10 g/(10 λεπτά), επομένως δεν μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις ισοπέδωσης. Αν και το Σχήμα 1 έχει σχετικά υψηλό ρυθμό ροής τήγματος, η αντοχή και η σκληρότητά του είναι κακές και αποτυγχάνει στη δοκιμή αντοχής σε οξύ. Το Σχήμα 2 δεν έχει εμφανή βελτίωση στις μηχανικές ιδιότητες και η πρόσφυση μειώνεται μετά την εμβάπτιση σε οξύ, επομένως μπορεί να εφαρμοστεί σε καταστάσεις όπου απαιτούνται υψηλές απαιτήσεις εμφάνισης επικάλυψης, αλλά απαιτούνται χαμηλές μηχανικές ιδιότητες και απαιτήσεις αντιδιαβρωτικής απόδοσης.

Συμπέρασμα 4

Σε αυτήν τη μελέτη, με ανάμειξη και χρήση πολυαιθυλενίου με διαφορετικές ιδιότητες, σχεδιάστηκαν διαφορετικά σχήματα επικάλυψης τροποποιημένου πολυαιθυλενίου σε σκόνη και δοκιμάστηκε η απόδοση των διαφόρων σχημάτων. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι επικαλύψεις σε σκόνη πολυαιθυλενίου που σχεδιάστηκαν σύμφωνα με το Σχήμα 3 και το Σχήμα 4 όχι μόνο μπορούν να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις επιπέδωσης της επιφάνειας της προστατευτικής επίστρωσης του κουτιού μπαταρίας, αλλά έχουν επίσης καλές μηχανικές ιδιότητες και αντιδιαβρωτική απόδοση. Τα ερευνητικά αποτελέσματα παίζουν σημαντικό ρόλο στην αντιδιαβρωτική προστασία των κουτιών μπαταρίας και οι ερευνητικές ιδέες έχουν σημαντική καθοδηγητική σημασία για τον σχεδιασμό τροποποίησης των επικαλύψεων σε σκόνη πολυαιθυλενίου.

Αναφορές

[1] Ji Y. Η εγχώρια αγορά ηλεκτροστατικής βαφής αναπτύσσεται ραγδαία [J]. Πληροφορίες για τη Βιομηχανία Δομικών Υλικών, 2003(10): 17.

[2] Li Z R. Σύντομη ανάλυση της δύσκολης κατάστασης και των αντίμετρων της ανάπτυξης νέων ενεργειακών οχημάτων [J]. Automobile World, 2020(4): 1.

[3] Lu J Q. Αντιδιαβρωτική τεχνολογία βιομηχανικών μπαταριών [J]. Ναυπηγική Τεχνολογία, 2001(4): 27-28.

[4] Yu GL, Wang ZH, Wang XK, κ.ά. Τελευταία ερευνητική πρόοδος νέων επιστρώσεων [J]. Coating and Protection, 2019, 40(10): 49-52.

[5] Liu CQ, Cai Y M. Έρευνα σε επιστρώσεις πούδρας πολυαιθυλενίου υψηλής ποιότητας [J]. Τεχνολογία Επικάλυψης, 1993(2): 4-7.

[6] Liao HY, Tao G L. Αντοχή σε κρούση και ρυθμός ροής τήγματος μιγμάτων πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας [J]. Επιστήμη και Μηχανική Πολυμερών Υλικών, 2013, 29(7): 72-75, 79.

[7] Wang S, Wang QZ, Chen Y, κ.ά. Πρόοδος στην έρευνα στην τροποποίηση ρευστότητας φορέων πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους [J]. Engineering Plastics Application, 2014(10): 113-117.

Σχετικές αναρτήσεις:

Θερμοπλαστική σκόνη για κουτιά μπαταριών