Permeation & Polymers

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Mecadi GmbH

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TANKTECH 2009


Permeationsmessungen an Mehrschichtaufbauten für Tanksysteme unter Zugbelastung

Dr. Andreas Konrad*, Bernd Pannwitt, Mecadi GmbH, D-66450 Bexbach Prof. Dr. Rolf Hempelmann, Francesco Arena, Universität des Saarlandes, FR 8.1, D-66123 Saarbrücken Dr. Waldhauser, JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH Laserzentrum, Leoben, A-8712 Niklasdorf Ludger Strack, Wolfgang Oelerich, GM Europe Engineering, IPC MK-01 D-65423 Rüsselsheim Matthias Block, Alcatel Hochvakuumtechnik GmbH, D-97877 Wertheim * Lecturer

 

Tanksysteme vom Typ 4 werden die Speicherung von Wasserstoff unter Drücken von 700 bar erlauben. Im Temperaturbereich von –80 bis + 85 °C müssen mechanische Stabilität und geringe Permeationsraten gleichzeitig gewährleistet werden. Diese Anforderungen machen den Einsatz von Compositstrukturen mit mechanischer Verstärkung und Barriereschichten notwendig.
Vor dem Aufbau von Prototypen ist aber die Qualifizierung eines Werkstoffverbundes bzgl. der Erfüllung der Permeationsgrenzwerte unter den mechanischen und thermischen Belastungen wünschenswert, um eine Vorauswahl möglicher Materialvarianten zu treffen.
Mecadi hat daher eine Prüfeinrichtung entwickelt, die es ermöglicht, Permeationsraten von Compositfilmen unter Temperaturbelastung (-80 - +200°C) und Zugbelastung (0-20 % uniaxiale Dehnung) zu messen.
Dazu wurde eine Mecadi Permeationsmesszelle zur Aufnahme von Polymerplattenmustern (0,01-10 mm Materialstärke) um eine Zugvorrichtung erweitert.
[Schema]
Untersucht wurden Metall-Polymer und Polymerverbunde.
Metall-Polymerverbunde zeigten unter Zugbelastung einen deutlichen Verlust der Barrierewirkung (Größenordnungen), während einige Polymerverbunde unter den für Tanksystemen zu erwartenden Rahmenbedingungen die Permeation nur unwesentlich oder innerhalb der Größenordnung änderten.
Basierend auf den Messungen wurden Konzepte entwickelt um in Vortests Materialien für Tanksysteme zu qualifizieren.
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