《表1 燃油箱各层材料比例统计表》

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《六层共挤吹塑油箱材料的结构、性能及力学模拟》

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汽车吹塑燃油箱材料由HDPE外层新料层、回料层、LLDPE粘接层、EVOH阻隔层、LLDPE粘接层及HDPE内层新料层这六层夹心结构组成，其结构示意图如图1所示。燃油箱各层材料比例统计如表1所示。由表1可知，HDPE纯新料在燃油箱材料中占52.7%、回料占39.7%、粘接层占5.7%、阻隔层占1.9%。HDPE纯新料分布在六层结构的内外两层，是保证燃油箱刚度和强度最主要的来源，规定要求其比例须大于43%；回料层紧靠HDPE外层新料层内侧，回料的重复使用有利于减少废料的产生，降低产品成本，但是会影响燃油箱材料性能，因此，其比例须小于45%[11-12]。在碳氢排放方面，HDPE对碳氢化合物的阻隔作用有限，这主要是由于，HDPE属于非极性高聚物，其溶解度参数接近绝大多数烃类化合物，因此，汽油等非极性溶剂容易渗透挥发[13-14]。处于内外2粘接层中间的EVOH阻隔层具有优异的阻隔碳氢排放的性能，研究表明，EVOH、PA、HDPE对E10燃油的渗透率分别为2.9、550、3 500 g·20μm/（m2·day），由此可知，EVOH作为高阻隔性材料是控制碳氢排放的关键，一般需要达到1%～3%。当其比例过低时，无法起到良好的阻隔效果；当其比例太高时，不仅会给工艺带来困难，还会降低产品利润[15-16]。EVOH和HDPE相容性较差，因此，增加了LLDPE粘接层，该粘接层能够影响汽车吹塑燃油箱材料性能，尤其是剥离性能，要求比例范围为2%～6%。这种六层结构设计可将燃油箱的碳氢排放值控制在10 mg/test以内，远小于自国六法规实施以来各大主机厂对燃油箱系统的排放限值（50～80 mg/test），为燃油箱系统其余部件的排放提供了足够余量[17]。综上所述，这种六层结构设计能够使燃油箱材料同时兼备高强度、低排放、低成本的竞争优势，已成为各大汽车主机厂的首选，在工业领域中得到了广泛的应用。