Руководство по сравнению характеристик и выбору ТПУ и ТПВ в топливостойких электронных деталях

При выборе материалов для топливостойких электронных компонентов, таких как датчики электромобилей, топливопроводы дронов и автомобильные разъемы, термопластичный полиуретан (ТПУ) и термопластичный вулканизат (TPV) демонстрируют разные характеристики устойчивости к топливу из-за их различных химических структур. В этой статье всесторонне сравниваются два материала по разным параметрам в сочетании с авторитетными стандартами тестирования, а также предоставляются рекомендации по выбору и решения для проверки.

1. Сравнение характеристик сопротивления топливу

2. Основные различия в топливной среде

A. ТПУ (на основе полиэстера) – предпочтителен при сильном воздействии топлива.

Преимущества :

• Минимальное набухание в алифатических углеводородах (дизельное топливо, керосин).

• Сохраняет более 90% прочности на разрыв после 300 часов выдержки в топливе (ASTM D1147).

• Диапазон рабочих температур: от -40°C до 125°C.

Ограничения :

• Плохая устойчивость к тормозным жидкостям и озону (для этих условий рекомендуется полиэфир ТПУ).

• Более высокая стоимость (6 – 12 за килограмм) по сравнению с ТПВ.

Подходящие области применения : Топливопроводы, заливные горловины, уплотнения аккумуляторов электромобилей.

Высшие оценки :

• BASF Elastollan 1185A (тип полиэстера, дизельстойкий).

• Huntsman A 85 P 5000 (тип полиэфира, совместим с биодизельным топливом).

B. TPV (на основе ПП/ЭПДМ) – подходит для умеренного воздействия.

Преимущества :

• Отличная стойкость к сжатию (≤15% после 72 часов при 150°C, ISO 815).

• Более низкая стоимость (4 – 8 за килограмм).

• Повышенная устойчивость к кислотам и щелочам.

Ограничения :

• Набухает более чем на 30% в бензине (ASTM D471).

• Склонен к растрескиванию в топливе с добавлением этанола (E10 и выше).

Подходящие области применения : Шланги воздухозаборника, уплотнители окон (зоны, не контактирующие с топливом).

Высшие оценки :

• ExxonMobil Santoprene 101-64 (Подходит для охлаждающих жидкостей, а не топлива).

• Teknor Apex Sarlink 2700 (ограниченная стойкость к бензину).

3. Ключевые риски неудач

• ТПУ : склонен к гидролизу в условиях высокой влажности выше 85°C. Полиэфирный ТПУ рекомендуется для тропических регионов.

• TPV : Вероятность необратимой деформации при постоянном сжатии (например, прокладки в топливных баках).

4. Процесс проверки материалов

1. Испытание на впитывание топлива

• Погрузите образцы в целевое топливо при температуре 23°C на 72 часа в соответствии с ISO 1810:2016.

• Измерьте скорость объемного набухания (ASTM D471). Целевое значение составляет < 15 % для TPU и < 25 % для TPV.

2. Сохранение прочности на растяжение

• После выдержки провести испытания на прочность на разрыв согласно ISO 37. Прочность должна сохраняться на уровне более 80%.

3. Испытание на низкотемпературную хрупкость.

• Выполните тест Гемана (ASTM D1053) при температуре -50°C, не допуская образования трещин.

5. Гибридное решение для электронных компонентов.

Для ответственных компонентов рекомендуется использовать составную конструкцию:

• Основной слой : ТПУ на основе полиэстера (например, Covestro Desmopan 600) для обеспечения устойчивости к топливу.

• Наружное уплотнение : фторэластомер (FKM) для повышения чрезвычайной химической стойкости, экструдированный совместно с ТПУ.

• Рассмотрение стоимости : хотя стоимость выше, она эффективно снижает риск отказа в зонах паров топлива.

Рекомендации по выбору

• Выбирайте ТПУ (тип полиэстера) : подходит для прямого или непрямого контакта с топливом (дизельное топливо, бензин), при температуре ниже 125°C и в тех случаях, когда позволяет бюджет.

• Выбирайте TPV : подходит для сценариев без прямого контакта с топливом (например, воздуховоды), экономичных применений или когда требуется восстановление высокой степени сжатия.

• Меры предосторожности : Всегда запрашивайте у поставщиков (таких как BASF и Covestro) паспорта устойчивости к топливу, относящиеся к используемой топливной смеси. Проверьте фактическую формулу, поскольку незначительные различия в полимерах могут существенно повлиять на производительность.