บทบาทของปะเก็นโฟมในเทคโนโลยีสีเขียว? 

คุณรู้ไหมว่า เมื่อผู้คนพูดถึงเทคโนโลยีสีเขียว พวกเขาจะกระโดดไปที่แผงโซลาร์เซลล์ กังหันลม หรืออาจจะเป็นเซลล์ไฮโดรเจนทันที ไม่ค่อยมีใครนำปะเก็นโฟมขึ้นมา นั่นเป็นความเข้าใจผิดประการแรก ในความเป็นจริง หากคุณเคยอยู่ในโรงงานเพื่อประกอบกล่องแบตเตอรี่หรือปิดผนึกตัวแลกเปลี่ยนความร้อน คุณจะรู้ว่าปะเก็นที่เลือกไม่ดีสามารถบ่อนทำลายประสิทธิภาพของระบบทั้งหมดได้ ไม่ใช่แค่การปิดผนึกเท่านั้น มันเกี่ยวกับการจัดการระบายความร้อน การลดแรงสั่นสะเทือน และอายุการใช้งานของวัสดุ ฉันเคยเห็นโครงการที่การมุ่งเน้นด้านวิศวกรรมมุ่งเน้นไปที่ส่วนประกอบหลักทั้งหมด เพียงแต่มีความล้มเหลวของภาคสนามที่สืบย้อนไปถึงการเสื่อมสภาพของปะเก็นหรือการปล่อยก๊าซที่ปนเปื้อนในสภาพแวดล้อมที่มีความละเอียดอ่อน นั่นคือจุดเริ่มต้นของการสนทนาที่แท้จริง

อินเทอร์เฟซที่ถูกมองข้าม

ในระบบเทคโนโลยีสีเขียว ลองนึกถึงระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ระดับอุตสาหกรรม (BESS) หรือตู้อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์กลางแจ้ง การปิดผนึกด้านสิ่งแวดล้อมถือเป็นสิ่งสำคัญ แต่ไม่ใช่แค่ไม่ให้น้ำไหลออกมาเท่านั้น เป็นเรื่องเกี่ยวกับการจัดการสภาพแวดล้อมระดับจุลภาคภายใน ตัวอย่างเช่น ระบบวงปิดสำหรับการระบายความร้อนด้วยของเหลวในชุดแบตเตอรี่ ต้องใช้ปะเก็นเพื่อรักษาแรงดันและป้องกันการรั่วไหลของสารหล่อเย็น หากชุดอัดโฟมไม่ถูกต้อง หรือวัสดุเข้ากันไม่ได้กับสารหล่อเย็น คุณจะเกิดการซึม สารหล่อเย็นดังกล่าวซึ่งมักเป็นของเหลวอิเล็กทริกชนิดพิเศษนั้นมีราคาแพง และการสูญเสียจะกระทบต่อการวัดประสิทธิภาพโดยตรง ฉันจำการทดสอบที่อุปกรณ์ของคู่แข่งไม่ผ่านการรับรอง IP67 ไม่ใช่เพราะการออกแบบ แต่เนื่องจากปะเก็นโฟมที่ให้มามีโครงสร้างเซลล์ที่ไม่สอดคล้องกัน นำไปสู่ความล้มเหลวในการบีบอัดเฉพาะจุด การแก้ไขนี้ไม่ใช่การออกแบบใหม่ แต่ข้อมูลจำเพาะของวัสดุเปลี่ยนไปเป็นโฟมโพลีเอทิลีนแบบ cross-linked ที่สม่ำเสมอมากขึ้น

จากนั้นก็มีแง่มุมด้านความร้อน หลายคนคิดว่าโลหะหรือยางคือสิ่งที่เลือกใช้แผ่นระบายความร้อน แต่ในการใช้งานที่ต้องใช้ทั้งฉนวนและการปิดผนึก เช่น ตัวเรือนสำหรับหน่วยควบคุมปั๊มความร้อนจากแหล่งอากาศ ปะเก็นโฟมยูรีเทนที่เคลือบซิลิโคนจะทำหน้าที่สองหน้าที่ ช่วยปิดผนึกตู้จากฝุ่นและความชื้น ในขณะเดียวกันก็ช่วยกระจายความร้อนเพื่อป้องกันการควบแน่นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภายใน สิ่งสำคัญคือความสามารถในการซึมผ่านของสารเคลือบและอัตราการคืนตัวของโฟม หากการฟื้นตัวช้าเกินไปหลังการบีบอัดระหว่างการประกอบ ซีลจะคลายตัวตามรอบความร้อน เราเรียนรู้วิธีนี้อย่างยากลำบากในโครงการแรกๆ โดยใช้โฟมคืนตัวมาตรฐานซึ่งทำงานได้ดีในการทดสอบทางสถิต แต่ล้มเหลวหลังจากการหมุนเวียนความร้อนทุกวันเป็นเวลาหกเดือน ช่องว่างดังกล่าวทำให้อากาศชื้นเข้าไปได้ ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนที่แผงขั้วต่อ

การเลือกใช้วัสดุก็เป็นอีกปัญหาหนึ่ง “สีเขียว” ไม่ควรหมายถึงการใช้งานเท่านั้นแต่รวมถึงปะเก็นด้วย สารหน่วงการติดไฟที่มีคลอรีนหรือโบรมีนในโฟม ซึ่งพบได้ทั่วไปตามมาตรฐาน UL 94 V-0 ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อาจขัดแย้งกับหลักการตลอดอายุการใช้งานของเทคโนโลยีสีเขียว หากสิ่งเหล่านี้ทำให้การรีไซเคิลยุ่งยาก มีการผลักดันไปสู่โฟมที่ปราศจากฮาโลเจนและมีซิลิโคน พวกมันขยายตัวภายใต้ความร้อนเพื่อปิดช่องว่างที่ดียิ่งขึ้น ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญสำหรับกลยุทธ์ในการระงับอัคคีภัยของแบตเตอรี่ การระบุสิ่งเหล่านี้ไม่ได้ตรงไปตรงมาเสมอไป ต้นทุนสูงกว่าและพารามิเตอร์การประมวลผลระหว่างการตัดด้วยไดคัทมีความเข้มงวดมากขึ้น ความสามารถของซัพพลายเออร์ในที่นี้คือการสร้างหรือทำลาย

ภาคพื้นดิน: การขนส่งและความเป็นจริงของห่วงโซ่อุปทาน

สิ่งนี้นำฉันไปสู่สิ่งที่ใช้งานได้จริง: ภูมิศาสตร์และโลจิสติกส์ การผลิตส่วนประกอบพิเศษเหล่านี้ไม่มีการกระจายอย่างเท่าเทียมกัน สำหรับชิ้นส่วนโฟมที่มีปริมาณมากและตัดด้วยความแม่นยำ คุณต้องมีซัพพลายเออร์ที่มีการสนับสนุนด้านวัสดุศาสตร์ที่แข็งแกร่งและความสม่ำเสมอในการผลิต ฉันเคยทำงานร่วมกับพันธมิตรในฐานอุตสาหกรรมหลักๆ ที่ระบบนิเวศสนับสนุนสิ่งนี้ ตัวอย่างเช่น Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd.Handan ซึ่งดำเนินงานจากฐานการผลิตชิ้นส่วนมาตรฐานที่ใหญ่ที่สุดในประเทศจีนในเมืองหยงเหนียน นำเสนอมุมมองที่เกี่ยวข้อง แม้ว่าจะเป็นที่รู้จักในเรื่องของตัวยึด แต่ดุมดังกล่าวก็มักจะมีความเชี่ยวชาญในด้านโซลูชันการปิดผนึกเนื่องจากลักษณะการประกอบแบบผสมผสาน ที่ตั้งของพวกเขาใกล้กับเส้นทางคมนาคมสำคัญ เช่น รถไฟปักกิ่ง-กวางโจว และทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 107 ไม่ได้เป็นเพียงบรรทัดเดียวบนเว็บไซต์ (https://www.zitaifasteners.com); มันแปลไปสู่ประสิทธิภาพด้านลอจิสติกส์ที่จับต้องได้ เมื่อคุณจัดการการประกอบชิ้นส่วน nacelle กังหันลมในท่าเรือเทียนจินตามเวลาที่กำหนด การมีซัพพลายเออร์ปะเก็นที่สามารถเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์ผ่านทางถนนและทางรถไฟได้อย่างน่าเชื่อถือโดยไม่เกิดความล่าช้าถือเป็นส่วนที่ไม่สามารถต่อรองได้ของสมการความน่าเชื่อถือ ปะเก็นที่วางอยู่ในโกดังท่าเรือไม่ได้ปิดผนึกอะไรเลย

แต่ความใกล้ชิดไม่ใช่ทุกอย่าง ฉันเคยเห็นซัพพลายเออร์ในพื้นที่ที่มีการเชื่อมต่อกันดีซึ่งยังคงลังเลใจในการตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุ ในเทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบที่สัมผัสกับสารหล่อเย็นหรือภายในเส้นทางอากาศ (เช่น ในปึกอิเล็กโตรไลเซอร์) คุณต้องมีเอกสารฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับองค์ประกอบของโพลีเมอร์และสารที่อาจชะออกได้ ซัพพลายเออร์จำเป็นต้องมีระเบียบวินัยในการจัดเตรียมใบรับรองเฉพาะชุดงาน นี่คือจุดที่วัฒนธรรมการดำเนินงานของกลุ่มการผลิตมีความสำคัญ ความหนาแน่นของผู้ผลิตชิ้นส่วนในพื้นที่เช่น Yongnian สามารถส่งเสริมการแข่งขันด้านคุณภาพ ไม่ใช่แค่ราคา สำหรับโครงการที่เกี่ยวข้องกับเซลล์เชื้อเพลิง PEM เราได้จัดหาปะเก็นโฟมที่บรรจุคาร์บอนเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่มีรูปทรงสั่งทำพิเศษสำหรับการปิดผนึกแผ่นไบโพลาร์ ตัวอย่างเริ่มแรกจากโรงปฏิบัติงานในพื้นที่ไม่ผ่านการทดสอบการนำไฟฟ้าหลังจากการบ่มในแก๊สฟอร์แมตจำลอง ปัญหาคือการโยกย้ายเครื่องผูก เราเปลี่ยนมาใช้โปรเซสเซอร์ที่เป็นที่ยอมรับมากขึ้นซึ่งสามารถควบคุมกระบวนการจัดปฏิทินได้ดีขึ้น และบังเอิญตั้งอยู่ในภูมิภาคอุตสาหกรรมที่กว้างขวางเช่นเดียวกัน โดยใช้ประโยชน์จากห่วงโซ่อุปทานวัสดุที่นั่น

ความล้มเหลวมักมาจากส่วนต่อประสานระหว่างปะเก็นกับตัวยึด ปะเก็นโฟมที่ถูกบีบอัดด้วยสลักเกลียวรอบๆ ช่องบริการบนไดรฟ์ติดตามแสงอาทิตย์ หากไม่ได้ระบุแรงบิดของตัวยึดร่วมกับกราฟความเค้นอัด-ความเครียดของปะเก็น คุณจะบีบอัดน้อยเกินไป (รั่ว) หรือบีบอัดมากเกินไป (บดโฟมอย่างถาวร ทำให้สูญเสียการคืนสภาพและการปิดผนึก) นี่คือเหตุผลว่าทำไมบริษัทที่เข้าใจทั้งการยึดและการปิดผนึกเช่น ผู้ผลิตสปริง การกระจายไปสู่ผลิตภัณฑ์ซีลสามารถมีแนวทางที่ลึกซึ้ง พวกเขาได้รับระบบกลไก เว็บไซต์ของ Zitai Fasteners กล่าวถึงการมุ่งเน้นในการผลิตชิ้นส่วนที่ได้มาตรฐาน ความรู้พื้นฐานนี้เป็นสิ่งสำคัญ ปะเก็นไม่ค่อยเป็นเกาะ เป็นส่วนหนึ่งของชุดประกอบข้อต่อแบบยึดติด

กรณีตัวอย่าง: โมดูลแบตเตอรี่รั่ว

ให้ฉันอธิบายการสืบสวนที่เฉพาะเจาะจง ลูกค้ารายงานว่าประสิทธิภาพการทำความเย็นลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปในโมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับรถโดยสารไฟฟ้า โมดูลระบายความร้อนด้วยของเหลวผ่านแผ่นเย็น การถ่ายภาพความร้อนแสดงให้เห็นการกระจายของอุณหภูมิที่ไม่สม่ำเสมอ เราแยกชิ้นส่วนออกและพบว่าปะเก็นช่องจ่ายน้ำหล่อเย็น ซึ่งเป็นโฟม EPDM หนาแน่นบางและมีชั้นกาว มีการหลุดร่อนบางส่วนและทำให้เกิดรอยรั่วได้เล็กน้อย สารหล่อเย็นซึมเข้าสู่โฟมฉนวนที่อยู่ติดกันอย่างช้าๆ ส่งผลให้คุณสมบัติทางความร้อนลดลง สาเหตุที่แท้จริงไม่ใช่การยึดติดในตอนแรก แต่เป็นการเตรียมพื้นผิวของแผ่นทำความเย็นอะลูมิเนียม มีผิวสีเรียบเกินกว่าที่กาวจะสร้างการยึดเกาะที่ยาวนาน บวกกับการขยายตัวเนื่องจากความร้อนที่ไม่ตรงกัน “การแก้ไข” ในภาคสนามคือการใช้เม็ดบีดซิลิโคนซึ่งเลอะเทอะและไม่น่าเชื่อถือ วิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมคือเปลี่ยนไปใช้ปะเก็นที่มีระบบกาวอื่น และระบุการปรับสภาพการเสียดสีเล็กน้อยสำหรับอะลูมิเนียม วัสดุปะเก็นนั้นใช้ได้ดี ความล้มเหลวคือปัญหาการรวมระบบ นี่เป็นเรื่องปกติ— ปะเก็นโฟม รับโทษ แต่ปัญหามักอยู่ที่การออกแบบการประกอบหรือข้อกำหนดพื้นผิว

ประสบการณ์นี้ผลักดันให้เราพิจารณาโฟมเซลล์ปิดอย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้นเทียบกับเซลล์เปิดสำหรับอินเทอร์เฟซของเหลว เซลล์ปิดนั้นใช้งานง่ายสำหรับการปิดผนึกของเหลว แต่ถ้าเป็นก๊าซ (เช่น ในซีลถังเก็บพลังงานลมอัด) อัตราการแพร่กระจายผ่านเมทริกซ์โฟมมีความสำคัญมากกว่า สำหรับคอมเพรสเซอร์ไฮโดรเจน เราได้ทดสอบโฟมฟลูออโรซิลิโคนหลายตัว โหมดความล้มเหลวไม่ได้รั่วไหลแต่อย่างใด แต่เกิดการเปราะของไฮโดรเจนในสารยึดเกาะของโฟมเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้ปะเก็นเปราะและมีแนวโน้มที่จะเกิดฝุ่นระหว่างการถอดประกอบเพื่อการบำรุงรักษา การปนเปื้อนของอนุภาคนั้นเป็นปัญหาใหญ่ สุดท้ายเราเปลี่ยนไปใช้โฟมขยายที่มี PTFE ซึ่งมีความทนทานต่อสารเคมีได้ดีกว่า แต่ก็ถือเป็นฝันร้ายที่ต้องไดคัทอย่างหมดจดโดยไม่ฉีกขาดถือเป็นฝันร้าย ซัพพลายเออร์ต้องลงทุนในเครื่องมือใหม่ ทุกตัวเลือกมีเอฟเฟกต์ระลอกคลื่น

นอกเหนือจากการปิดผนึก: การลดเสียงและการสั่นสะเทือน

บทบาทที่มีการกล่าวถึงน้อยคือเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือน การติดตั้งเทคโนโลยีสีเขียวขนาดใหญ่ เช่น กล่องเกียร์ลม ห้องโถงกังหันไฟฟ้าพลังน้ำ คอมเพรสเซอร์อุตสาหกรรมสำหรับดักจับคาร์บอน ล้วนแต่มีเสียงดัง ปะเก็นโฟมบนแผงปิดและระหว่างส่วนโครงสร้างช่วยลดเสียง แต่ไม่ใช่แค่การตบโฟมที่หนาที่สุดเท่านั้น ไวนิลที่บรรจุจำนวนมากพร้อมแผ่นรองหลังโฟมเป็นเรื่องปกติ แต่ความหนาแน่นและความหนาของโฟมจะต้องปรับให้เข้ากับความถี่เป้าหมาย ในโครงการสำหรับตู้ควบคุมเครื่องกำเนิดพลังงานจากน้ำขึ้นน้ำลง การออกแบบเบื้องต้นใช้โฟมกันเสียงทั่วไป มันดูดซับเสียงความถี่สูงได้ดี แต่ไม่ได้ทำอะไรเลยกับเสียงฮัมความถี่ต่ำจากหม้อแปลง ซึ่งเป็นข้อร้องเรียนหลัก เราต้องจำลองระบบและระบุโฟมหลายชั้นที่มีผนังกั้น ต้นทุนเพิ่มขึ้น แต่ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ นี่คือเทคโนโลยีสีเขียวเช่นกัน: ปรับปรุงสภาพแวดล้อมการทำงานและลดมลภาวะทางเสียง

การลดแรงสั่นสะเทือนเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการมีอายุยืนยาว ในระบบติดตามแสงอาทิตย์ ตัวขับเคลื่อนและตัวกระตุ้นอาจมีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องเล็กน้อยและการสั่นสะเทือนที่เกิดจากลม ปะเก็นโฟมที่จุดยึดสามารถป้องกันการกัดกร่อนและการหลวมของเฟรตได้ ฉันจำได้ว่าเคยตรวจสอบโซลาร์ฟาร์มที่จุดเชื่อมต่อสายฟ้าบนแถวติดตามหลุดออก การออกแบบดั้งเดิมมีเครื่องซักผ้าแบบแบนธรรมดา การติดตั้งเพิ่มเติมด้วยแหวนรองที่มีชั้นโฟม EPDM ในตัวด้านหนึ่งช่วยแก้ปัญหาได้ โฟมทำหน้าที่เป็นแหวนรองล็อคสปริง เพื่อรักษาภาระของแคลมป์ มันเป็นองค์ประกอบเล็กๆ แต่ในเครื่องมือติดตามหลายพันตัว จะช่วยป้องกันอาการปวดหัวครั้งใหญ่ของ O&M นี่คือการใช้งานจริงที่ไม่สวยงามซึ่งปะเก็นโฟมได้รับการเก็บรักษาไว้

ห่วงความยั่งยืน

สุดท้ายนี้ เรามาพูดถึงจุดจบของชีวิตกันดีกว่า ผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริงคำนึงถึงการถอดชิ้นส่วนและนำวัสดุกลับมาใช้ใหม่ ปะเก็นโฟมที่มีกาวไวต่อแรงกด (PSA) ถือเป็นฝันร้ายสำหรับผู้รีไซเคิล พวกมันปนเปื้อนอะลูมิเนียมหรือกระแสพลาสติก มีความสนใจเพิ่มมากขึ้นในปะเก็นโฟมเทอร์โมพลาสติกที่สามารถลอกออกด้วยความร้อนหรือเข้ากันได้กับกระแสการรีไซเคิลของวัสดุฐาน ตัวอย่างเช่น ปะเก็นโฟมโพลีโอเลฟินบนตัวเรือนแบตเตอรี่โพลีโพรพีลีนอาจได้รับการออกแบบให้ละลายและผสมในระหว่างกระบวนการรีไซเคิล PP โดยไม่ทำให้คุณภาพลดลง นี่คือสิ่งที่ล้ำหน้าและยังไม่ได้มาตรฐาน เราเข้าร่วมในโครงการนำร่องกับผู้ผลิต EV ที่กำลังพิจารณาเรื่องนี้ ความท้าทายคือการหาโฟมที่มีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟ ประสิทธิภาพการปิดผนึก และความสามารถในการรีไซเคิลสามประการ การประนีประนอมในปัจจุบันคือการใช้การออกแบบที่แยกส่วนได้: แถบโฟมแบบหนีบไม่มีกาว ใช้งานได้หากการออกแบบตัวเรือนมีร่องที่เหมาะสม แต่เพิ่มขั้นตอนการประกอบ มันเป็นการแลกเปลี่ยน

ดังนั้นคำตัดสินคืออะไร? บทบาทของ ปะเก็นโฟมในเทคโนโลยีสีเขียว เป็นพื้นฐานเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของระบบและประสิทธิภาพของอินเทอร์เฟซ เป็นรายละเอียดของฟิลด์ที่ปรับขนาดได้ การเลือกปะเก็นที่ไม่ดีอาจนำไปสู่การสูญเสียพลังงาน (ความร้อน ของเหลว) การทำงานล้มเหลวก่อนเวลาอันควร การบำรุงรักษาที่เพิ่มขึ้น และภาวะแทรกซ้อนในการรีไซเคิล แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดเกี่ยวข้องกับการพิจารณาว่าเป็นส่วนประกอบของระบบตั้งแต่เริ่มต้น การทำความเข้าใจปฏิสัมพันธ์ที่เป็นวัสดุ และการจัดหาจากซัพพลายเออร์ที่เข้าใจบริบททางกลและสิ่งแวดล้อม มันไม่ใช่สินค้าโภคภัณฑ์ ในการผลักดันเทคโนโลยีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม บางครั้งซีลที่เล็กที่สุดก็คือสิ่งที่หยุดยั้งการรั่วไหลที่ใหญ่ที่สุด ทั้งในด้านประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และท้ายที่สุดคือคำมั่นสัญญาด้านสิ่งแวดล้อม