The advantages of plastic fuel tank for metal fuel tank are low cost, easy design, anti-corrosion, light-weighted. One of the most disadvantageous problems for plastic fuel tank is easy leakage of volatile materials to the environment. The metal coating of HDPE as a barrier for the mass transfer of hydrocarbon gases is a new technology.
In experimental results, good etchant for HDPE is the mixed acid with $CrO_3$ and $H_2SO_4$. We researched for electroless nickel plating because their good corrosion and wear resistance and the change of morphology as a function of etching time. The change of morphology of plated substrates as a function of plating time and for the diameter of plated metal on HDPE for various times was researched. Plating was initiated on the Pd atoms progressing into the outer surface of the Pd atoms, and finally the total surface on HDPE plated. Also, we plated Ni metal on HDPE by eletroplating when the initial surface on HDPE substrate was plated by electroless plating. The change of plating thickness as a function of plating temperature and as a function of plating time was researched. Plating thickness was linearly increased with the plating time and was exponentially increased with the plating temperature. We researched for the plating thickness on HDPE as a function of the etching time. Its plating thickness is independent of the etching time.
The adhesive strength of Ni-P metal on HDPE as a function of plating thickness and as a function of plating temperature and Pd element number on HDPE were researched. The adhesive strength was independent of the plating thickness and plating temperature and Pd element number on HDPE. The adhesive strength of Ni-P film to HDPE as a function of $CrO_3$ concentration and the etching temperature and the etching time were researched. For the adhesive strength, the concentration of $CrO_3$ and etching temperature were more sensitive factors than etching time.
We researched for the relation between the surface roughness and the adhesive strength, the effects of the surface roughness as a function of $CrO_3$ concentration and etching temperature and the adhesive strength as a function of the surface roughness for electroless plating on HDPE substrate. The increasing of the surface roughness was represented the increasing of the adhesive strength between the polymer and the Ni-P metal. The surface roughness on HDPE is increased by etching. The surface roughness on HDPE depends on the etchant concentration and the etching temperature.
The adhesive strength as a function of the grain size of the abrasive paper was researched. The electroless plating by mechanical polishing is possible. But its adhesive strength was weak. We researched for the leakage rate as a function of plating thickness by electroless plating and by electroless plating plus electroplating, for the leakage rate as a function of percentage of pentane, for the leakage rate as a function of temperature when HDPE is contacted with the liquid or the gas of hydrocarbon. The electroplating is more effective than the electroless plating for the barrier of hydrocarbon in equal thickness.
The changes of flux as a function of the polymer thickness and the temperature of pentane in the mass transfer apparatus was researched. The flux is decreased with the increasing of polymer thickness and is increased with the increasing of temperature. And we researched for the permeability for pentane as a function of polymer thickness and temperature and as a function of the density of polyethylene. For the permeability, one of the most important factor is the density of polyethylene. In the mixed hydrocarbon which was composed of 50% pentane and 50% hexane, we researched for the compositions of residual amount as a function of the leaked amount in the mass transfer apparatuas. The leaked compositions through HDPE is different from the leaked compositions without HDPE.
플라스틱 연료 탱크는 금속연료 탱크에 비하여 가격이 싸고, 디자인이 쉬우며, 부식에 대하여 강하고, 무게가 가볍다. 플라스틱 연료탱크의 가장 불리한 점은 휘발성의 물질이 외부로 누출되는 것이다. 탄화수소의 누출을 막기위한 고밀도폴리에틸렌을 코팅하여 차폐하는 것은 새로운 기술이다.
실험 결과 고밀도폴리에틸렌에 대한 좋은 식각용액은 $CrO_3$와 $H_2SO_4$의 혼합용액이다. 무전해 니켈 도금은 부식과 마모저항에 강하기 때문에 사용하였다. 식각시간에 따른 표면의 형상 변화에 대하여 연구하였다. 도금시간의 함수로 도금되어진 표면의 형상에 대하여 관찰하였고 또한 HDPE의 표면에 도금되어진 도금알갱이의 크기를 측정하였다. 도금은 Pd 원소로부터 시작하여 점차적으로 외부로 도금되는 것을 알 수 있었고, 최종적으로 전체표면에 도금되는 것을 알 수 있었다. 또 무전해 도금에 의해 도금되어진 표면위에 전기도금으로 니켈을 도금하였다. 도금온도에 따른 도금 두께의 변화와 도금시간에 따른 도금두께 변화를 조사하였다. 도금두께는 도금시간에 대하여 일차원적으로 증가하였고, 온도에 대하여는 지수함수적으로 증가하였다. 또 식각시간의 함수로 도금두께의 변화를 연구하였다. 이것의 도금두께는 식각시간에 상관없이 동일하다.
도금두께에 따른 접착력을 연구하였고 도금온도의 변화에 따른 접착력과 Pd 원소의 수에 따른 접착력을 연구하였다. 실험결과 접착력은 도금두께, 도금온도와 HDPE 위의 Pd 원소의 수에 대하여 관련이 없었다. $CrO_3$의 농도와 식각온도, 식각시간에 따른 금속과 HDPE 사이의 접착력에 대하여 연구하였다. 접착력에 대한 식각용액의 온도와 $CrO_3$ 농도는 식각시간에 비하여 민감하게 변화한다. 표면의 거칠기와 접착력 사이의 관계에 대하여 연구하였다. $CrO_3$의 농도와 식각온도에 따른 표면거칠기에 대하여 연구하였다. 표면거칠기의 증가는 HDPE와 금속사이의 접착력을 증가시킨다. HDPE 표면의 거칠기는 식각에 의하여 증가한다. HDPE에서의 표면의 거칠기는 식각농도 와 식각온도에 의존한다. 또한 연마지의 알갱이 크기의 함수로서 접착력에 대하여 연구하였다. 연마지를 이용한 기계적 폴리싱에 의한 무전해 도금이 가능하다. 그러나 이것의 접착력은 약하다. 무전해 도금과 전기도금의 두께변화에 따른 누출속도, 펜탄의 양에 따른 누출속도와 탄화수소의 액체 혹은 기체가 HDPE와 접촉하고 있을 때 누출속도에 대하여 연구하였다. 도금의 두께가 동일할 때 전기도금이 무전해도금보다 차폐능력이 우수하다. 무전해 도금장치에서 펜탄의 온도와 HDPE 두께의 함수로 탄화수소의 흐름에 대하여 연구하였다. 이 흐름은 폴리머 두께의 증가로 감소하고, 온도의 증가에 의하여 증가한다. HDPE의 두께와 폴리에틸렌의 밀도의 함수로서 투과도에 대하여 조사하였다. 50% 헥산과 50% 펜탄으로 혼합된 탄화수소를 이용하여, 물질전달 장치내에 누출되어진 양에 따른 남아있는 물질의 조성에 대하여 연구하였다. 여기서 HDPE를 통하여 누출되는 성분은 직접 누출되는 성분과 비교하여 다르다.
