הכנה ומחקר ביצועים של בידוד תרמי וציפוי מעכב בעירה למיכלי דלק

למיכלי אחסון דלק תעופה יש בדרך כלל קיבולת גדולה והם חשופים לפגעי מזג האוויר, מה שגורם לאובדי אידוי משמעותיים של דלק ולסיכון אש גבוה. כדי למזער אובדן דלק, למנוע שריפות במיכלים ולהבטיח אחסון ושינוע בטוחים של דלק, מיכלי דלק תעופה דורשים בידוד תרמי מעולה ועיכוב בעירה. מחקר ופיתוח של מערכות ציפוי בעלות בידוד תרמי ועיכוב בעירה ליישום בחלק החיצוני של מכלי דלק תעופה הם פתרון בר-קיימא לבעיה זו. חומרים לשינוי שלב של מיקרו-קפסולה (McPCMs) עם אוקטדקאן (אוקטובר) כחומר הליבה ושרף מלמין-אוריאה-פורמלדהיד (MUF) כקליפה הוכנו על ידי פילמור כימי- באתר. נחקרו ההשפעות של פרמטרי הכנה שונים, לרבות תכולת מתחלב ויחס, על המורפולוגיה, היציבות התרמית ותכונות האחסון התרמי של חומרי המיקרו-קפסולה לשינוי שלב. התוצאות הראו ששינוי תכולת מתחלב ויחס הביא לחומרי שינוי פאזה של מיקרו-קפסולה עם מורפולוגיה משופרת, יעילות עטיפה מגיעה עד 60.0%, ויעילות אחסון חום סמוי שהגיעה עד 54.0%. יתר על כן, אלומיניום הידרוקסיד עבר שינוי פני השטח עם חומר צימוד טיטנאט (UP-311) כדי לשפר את הפיזור של מעכב הבעירה מאלומיניום הידרוקסיד המיקרוני במטריצה ​​האורגנית. ספקטרוסקופיה אינפרא אדום, ניתוח גודל חלקיקים וניתוח אינדקס הפעלה גילו שגודל החלקיקים המשתנה הופחת מ-0.5-4 מיקרומטר ל-0.5-3 מיקרומטר, ואינדקס הפעלת פני האבקה הגיע ל-85.0%. יתר על כן, תכונות פני השטח של הידרוקסיד האלומיניום השתנו מהידרופיליות לאולאופוביות. על בסיס האמור לעיל, בהתבסס על מערכת הציפוי המרוכבת של פריימר עשיר באבץ אפוקסי, צבע ביניים אפוקסי ברזל מיקוזי וציפוי פוליאוריתן אקרילי המשמשים לציפוי פני השטח של מיכלי אחסון דלק תעופה, מתווסף חומר לשינוי שלב של מיקרו-קפסולות לצביעה ביניים ברזל מיקוזי אפוקסי כדי ליצור ציפוי ביניים שונה; מעכב בעירה אלומיניום הידרוקסיד מיקרון מתווסף לפריימר עשיר באבץ אפוקסי- ומערבבים ומערבבים ליצירת שכבת פריימר שונה. בשילוב עם אופטימיזציה של תהליך הציפוי, מכינים ציפוי מורכב שונה. נלמדות ההשפעות של כמויות שונות של חומרי אלומיניום הידרוקסיד המטופלים במיקרו-קפסולות ושונות על פני השטח- על התכונות הבסיסיות של ציפויים וציפויים שעברו שינוי, כמו גם בידוד תרמי ותכונות מעכבי בעירה. המחקר מראה שהצמיגות ותכולת החומר הבלתי נדיף- של ציפוי בידוד תרמי שונה וציפוי מעכב בעירה גדלים עם העלייה בתכולת המיקרוקפסולות, וזמן הייבוש עומד בתקן הלאומי לציפויים. מבוצעות מבחני הביצועים הבסיסיים כגון גמישות, עמידות בפני פגיעות ועמידות במים של הבידוד התרמי וציפוי מעכב בעירה לאחר הציפוי. תוצאות הבדיקה מראות שכאשר כמות התוספת של המיקרוקפסולה מגיעה ל-12% משקל מציפוי הבידוד התרמי יש ירידה משמעותית בתכונות המכניות ובעמידות המים. תוספת מוגזמת של אלומיניום הידרוקסיד שעבר שינוי-על פני השטח גורמת לעמידות פגיעה ועמידות במים של הציפוי המעכב בעירה שהשתנה. המחקר גילה כי בבדיקת בקרה של ציפויי בידוד תרמי, צבע הביניים מברזל מיקוזי אפוקסי עם 3%, 6%,%%,%%%%,%%%%%%Wt,%%%%%Wt,%%%%%%%%%%%%%%%%WWWW, ו-9%%%WW, חומרי שינוי פאזה של מיקרוקפסולה הם בעלי ביצועים בסיסיים מצוינים, ולשטח הציפוי יש ברק טוב וחלק. ביניהם, טמפרטורת הבידוד התרמי של צבע הביניים מברזל מיקוזי אפוקסי עם 9 wt.% חומרי שינוי פאזה של מיקרוקפסולה יכולה להגיע לכ-6.7 מעלות, וביצועי הבידוד התרמי של הציפוי טובים. לפריימר העשיר באבץ אפוקסי- עם אלומיניום הידרוקסיד שעבר טיפול משטח ב-9% משקל בעל תכונות מכניות טובות ועמידות למים, והביצועים הבסיסיים שלו עומדים בדרישות התקן הלאומי. בדיקת הבעירה גילתה שזמן מעכב הבעירה יכול להגיע ל-330 שניות ושטח הפחממה הוא 3328 מ"מ, מה שמשפר משמעותית את ביצועי מעכב הבעירה של הציפוי. הצבע העשיר באבץ אפוקסי עם אלומיניום הידרוקסיד מטופל על פני השטח 9% מתווסף כפריימר וצבע ביניים אפוקסי מיקוזי אפוקסי מוקפס במיקרו, ואחריו ציפוי עליון אקרילי פוליאוריטן, מהווים את ציפוי ההגנה החיצוני עבור מיכלי אחסון שמן. הציפוי המרוכב נבדק עבור תכונות בסיסיות כגון עובי ועמידות בפני פגיעות, כמו גם בידוד תרמי, עיכוב בעירה ועמידות בפני הזדקנות UV. תוצאות הבדיקה הראו שלציפוי המרוכב היה עובי ממוצע של 261.12μm ותכונות מכניות מצוינות. הבידוד התרמי שלו השתפר ב-0.6 מעלות בהשוואה לציפוי היחיד, ועיכוב הבעירה שלו נמשך 22 שניות יותר מהציפוי היחיד. בדיקת עמידות להזדקנות UV גילתה שגם לציפוי הריק וגם לציפוי המרוכב היה דירוג אובדן ברק של רמה 1, המצביע על אובדן ברק קל מאוד, המעיד על עמידות טובה להזדקנות UV.