Roman GłogulskiA Freudenberg Sealing Technologies apresentou um novo material que é resistente à exposição direta ao fogo em temperaturas de até 1200°C por 25 minutos em uma amostra de 2 mm de espessura.
O Quantix Ultra foi desenvolvido para fornecer uma barreira de proteção contra incêndio em sistemas de resfriamento de baterias de íons de lítio. Será usado pela primeira vez por um fabricante de automóveis em veículos de produção a partir de fevereiro de 2024.
A falha térmica é um aspecto significativo a ser considerado ao projetar pacotes de bateria para veículos elétricos e híbridos. Um componente de proteção térmica em várias camadas é o uso de materiais resistentes ao fogo dentro do pacote. Até agora, a maioria dos materiais plásticos têm se mostrado inadequados para tais aplicações.
Testes adicionais simulando a emissão de partículas quentes sob alta pressão, que podem ocorrer se gases nas células de bateria forem descarregados rapidamente, mostraram que o Quantix Ultra é capaz de suportar testes de estresse por 20 segundos. Uma amostra de alumínio de espessura similar é destruída após apenas 2-3 segundos.
Para plásticos de engenharia, a resistência à temperatura é uma característica diferenciadora crucial. Isso se aplica a materiais amorfos e semicristalinos. Todos os polímeros atualmente utilizados têm uma característica em comum: uma vez que atingem sua temperatura de transição vítrea, sua rigidez diminui significativamente e cai rapidamente quando o ponto de fusão é excedido. Nesses casos, a proteção contra incêndio deixa de ser eficaz.
“O novo material não derrete em altas temperaturas; em vez disso, exibe um comportamento elástico comparável aos elastômeros”, explicou Kira Truxius, especialista em materiais termoplásticos na Freudenberg Sealing Technologies. “Ele também possui uma temperatura de transição vítrea 53 Kelvin mais alta, o que significa que mantém sua rigidez e proteção contra incêndio por um tempo muito maior. Combinando suas características, o Quantix Ultra está na vanguarda de todos os plásticos conhecidos atualmente.”
O material base é um termoplástico que já possui resistência à temperatura. Cargas como fibras de vidro ou carbono aumentam a estabilidade mecânica mesmo em condições térmicas extremas. A reticulação adicional das cadeias moleculares do material permite que o componente mantenha sua forma mesmo em condições extremas. As propriedades do material podem ser ajustadas para aplicações específicas.
“Nosso conhecimento exclusivo envolve a adição precisa de materiais adequados que criam pontes entre as cadeias moleculares”, acrescentou o Dr. Björn Hellbach, co-especialista em termoplásticos da Freudenberg Sealing Technologies. “As patentes são o resultado de uma colaboração bem-sucedida.”
O material pode ser processado por moldagem por injeção e possui as mesmas vantagens de outros termoplásticos, como a capacidade de produzir geometrias complexas em tempos de ciclo curtos e em grandes quantidades. A reticulação das cadeias moleculares também contribui para métodos de produção economicamente eficientes, pois é baseada na integração de um agente de reticulação especial no material, mantendo o processo padrão de moldagem por injeção.
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Perguntas Frequentes
Pergunta: Quais são as propriedades do material Quantix Ultra?
Resposta: O Quantix Ultra é um material resistente ao fogo que pode suportar a exposição direta ao fogo em temperaturas de até 1200°C por 25 minutos em uma amostra de 2 mm de espessura. Além disso, o material exibe um comportamento elástico comparável aos elastômeros e possui uma temperatura de transição vítrea 53 Kelvin mais alta do que outros plásticos, o que significa que mantém sua rigidez e proteção contra incêndio por um período maior de tempo.
Pergunta: Como o material Quantix Ultra afeta a proteção térmica das baterias de íons de lítio?
Resposta: O Quantix Ultra foi projetado para fornecer uma barreira de proteção contra incêndio em sistemas de resfriamento de baterias de íons de lítio. Este material será utilizado por um fabricante de automóveis em veículos de produção a partir de fevereiro de 2024.
Pergunta: Quais são os benefícios de usar o material Quantix Ultra?
Resposta: Os benefícios de usar o material Quantix Ultra incluem: alta resistência a altas temperaturas, flexibilidade, maior duração da proteção contra incêndio, estabilidade mecânica em condições térmicas extremas, capacidade de ser processado por moldagem por injeção, capacidade de produzir geometrias complexas em tempos de ciclo curtos e grandes quantidades, e métodos de produção economicamente eficientes.
Pergunta: Quais são as aplicações do material Quantix Ultra?
Resposta: O material Quantix Ultra é utilizado em sistemas de resfriamento de baterias de íons de lítio em veículos elétricos e híbridos.
Pergunta: Quais são as características que diferenciam materiais de engenharia em termos de resistência à temperatura?
Resposta: Para plásticos de engenharia, a resistência à temperatura é uma característica diferenciadora crucial. Isso se aplica tanto a materiais amorfos quanto semicristalinos. Todos os polímeros atualmente utilizados têm uma característica em comum: uma vez que atingem sua temperatura de transição vítrea, sua rigidez diminui significativamente e cai rapidamente quando o ponto de fusão é excedido.
Definições
Quantix Ultra – um material introduzido no mercado pela Freudenberg Sealing Technologies que é resistente à exposição direta ao fogo em temperaturas de até 1200°C por 25 minutos em uma amostra de 2 mm de espessura. É utilizado como uma barreira resistente ao fogo em sistemas de resfriamento de baterias de íons de lítio.
Falha térmica – um evento que pode ocorrer no pacote de bateria de veículos elétricos ou híbridos, envolvendo um aumento incontrolado da temperatura devido ao fogo ou aquecimento excessivo, o que pode levar a danos ou destruição da bateria.
Termoplástico – um tipo de plástico que fica flexível quando aquecido e solidifica quando resfriado. Pode ser processado repetidamente e retornar a um estado plástico mediante reaquecimento.
Moldagem por injeção – um processo de processamento de plásticos em que um material fundido é injetado em um molde, onde endurece para adotar a forma, geometria e tamanho desejados do produto.
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