Permeability of EVOH Barrier Material Used in Automotive Applications: Metrology Development for Model Fuel Mixtures - Université de Lorraine Access content directly
Journal Articles Oil & Gas Science and Technology - Revue d'IFP Energies nouvelles Year : 2015

Permeability of EVOH Barrier Material Used in Automotive Applications: Metrology Development for Model Fuel Mixtures

Perméabilité d’un matériau barrière EVOH utilisé dans des applications automobiles :développement métrologique pour des mélanges modèles de carburants

Abstract

EVOH (Ethylene-Vinyl Alcohol) materials are widely used in automotive applications in multi-layer fuel lines and tanks owing to their excellent barrier properties to aromatic and aliphatic hydrocarbons. These barrier materials are essential to limit environmental fuel emissions and comply with the challenging requirements of fast changing international regulations. Nevertheless, the measurement of EVOH permeability to model fuel mixtures or to their individual components is particularly difficult due to the complexity of these systems and their very low permeability, which can vary by several orders of magnitude depending on the permeating species and their relative concentrations. This paper describes the development of a new automated permeameter capable of taking up the challenge of measuring minute quantities as low as 1 mg/(m(2). day) for partial fluxes for model fuel mixtures containing ethanol, i-octane and toluene at 50 degrees C. The permeability results are discussed as a function of the model fuel composition and the importance of EVOH preconditioning is emphasized for accurate permeability measurements. The last part focuses on the influence of EVOH conditioning on its mechanical properties and its microstructure, and further illustrates the specific behavior of EVOH in presence of ethanol oxygenated fuels. The new metrology developed in this work offers a new insight in the permeability properties of a leading barrier material and will help prevent the consequences of (bio) ethanol addition in fuels on environmental emissions through fuel lines and tanks.
Les matériaux EVOH (Ethylene-Vinyl Alcohol) sont largement utilisés dans des tubes et réservoirs multicouches pour les carburants car ils présentent d’excellentes propriétés barrières aux composés hydrocarbonés aromatiques et aliphatiques. Ces matériaux barrières sont essentiels pour limiter les fuites de carburants dans l’environnement et satisfaire aux normes environnementales internationales de plus en plus sévères. Néanmoins, la mesure de la perméabilité de ces matériaux à des mélanges modèles de carburants, ou à leurs composants individuels, est particulièrement difficile en raison de la complexité de ces systèmes et de leurs très faibles perméabilités, qui peuvent cependant varier de plusieurs ordres de grandeur selon la nature des espèces transférées et leurs concentrations respectives. Cet article décrit le développement d’un nouveau perméamètre automatisé capable de relever le défi de mesurer des flux partiels aussi faibles que 1 mg/(m2.jour) pour des mélanges modèles de carburants contenant de l’éthanol, de l’i-octane et du toluène. Les résultats de perméabilité sont discutés en fonction de la composition des mélanges modèles et l’importance d’un pré-conditionnement des films d’EVOH est soulignée pour obtenir des mesures fiables. La dernière partie se concentre sur l’influence du conditionnement de l’EVOH sur ses propriétés mécaniques et sa microstructure et illustre de façon complémentaire le comportement spécifique de l’EVOH en présence de mélanges modèles de carburants oxygénés. La métrologie développée apporte de nouveaux éléments de compréhension de la perméabilité d’un matériau barrière leader et devrait contribuer à prévenir les conséquences de l’addition de (bio)éthanol dans les carburants sur les émissions environnementales à travers les tubes et réservoirs polymères multicouches.
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hal-01497724 , version 1 (31-03-2017)

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Cite

Jing Zhao, Charbel Kanaan, Robert Clement, Benoît Brulé, Henri Lenda, et al.. Permeability of EVOH Barrier Material Used in Automotive Applications: Metrology Development for Model Fuel Mixtures. Oil & Gas Science and Technology - Revue d'IFP Energies nouvelles, 2015, 70 (2), pp.353-366. ⟨10.2516/ogst/2013167⟩. ⟨hal-01497724⟩
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