Thermoplastic vulcanizate (TPV) hose development for fluid transfer systems of next generation vehicles

Yıl 2025, Cilt: 5 Sayı: 2, 437 - 446

Hande Bek , Ayşe Bedeloğlu

Öz

Electrification, weight reduction, sustainability, and carbon emissions reduction goals have gained significant importance in the automotive sector over the past decade. In the context of fluid transfer systems, thermoplastic vulcanizate (TPV) hoses offer various advantages compared to rubber hoses. TPV hoses contribute to weight reduction, being approximately 40% lighter, and exhibit sustainable characteristics due to their reprocessable nature. Moreover, they result in lower carbon emissions throughout the production and recycling cycles. Cost-wise, TPV hoses are advantageous, with improvements ranging from 40% to 55% compared to rubber hoses, making them suitable for the development and production of new automotive components. This research investigates the utilization of TPV, a member of the high-performance materials and technologies category, with a particular emphasis on its application in the automotive sector, specifically in the development and manufacturing of TPV hoses. The enhancement of polymer composites and manufacturing methods will contribute to the establishment of suitable techniques for mass production and to enhance the mechanical, thermal, and chemical stability of TPV hoses. Additionally, this study aims to target the production of reinforced automotive cooling hoses made from TPV as a competitive and sustainable alternative for next-generation vehicles. An assessment of the impact of TPV hoses on vehicles and sustainability strategies will be conducted, comparing them to EPDM hoses.

Anahtar Kelimeler

Fluid transfer system, Hose, Sustainability, TPV, EPDM

Yeni nesil araçların akışkan transfer sistemleri için termoplastik vulkanizat (TPV) hortum geliştirilmesi

Öz

Elektrifikasyon, ağırlık azaltma, sürdürülebilirlik ve karbon emisyonlarını azaltma hedefleri son on yılda otomotiv sektöründe büyük önem kazanmıştır. Akışkan transfer sistemleri bağlamında, termoplastik vulkanizat (TPV) hortumlar kauçuk hortumlara kıyasla çeşitli avantajlar sunmaktadır. TPV hortumlar, yaklaşık %40 daha hafif olmaları nedeniyle ağırlık azaltımına katkıda bulunmakta ve yeniden işlenebilir yapıları nedeniyle sürdürülebilir özellikler sergilemektedir. Ayrıca, üretim ve geri dönüşüm döngüleri boyunca daha düşük karbon emisyonlarına neden olur. Maliyet açısından TPV hortumlar, kauçuk hortumlara kıyasla %40 ila %55 arasında değişen iyileştirmelerle avantajlıdır ve bu da onları yeni otomotiv bileşenlerinin geliştirilmesi ve üretimi için uygun hale getirmektedir. Bu araştırma, yüksek performanslı malzemeler ve teknolojiler kategorisinin bir üyesi olan TPV'nin otomotiv sektöründeki uygulamalarına, özellikle de TPV hortumlarının geliştirilmesi ve üretilmesine özel bir vurgu yaparak kullanımını araştırmaktadır. Polimer kompozitlerin ve üretim yöntemlerinin geliştirilmesi, seri üretim için uygun tekniklerin oluşturulmasına ve TPV hortumlarının mekanik, termal ve kimyasal kararlılığının artırılmasına katkıda bulunacaktır. Ayrıca bu çalışma, yeni nesil araçlar için rekabetçi ve sürdürülebilir bir alternatif olarak TPV'den yapılan güçlendirilmiş otomotiv soğutma hortumlarının üretimini hedeflemektedir. TPV hortumlarının araçlar ve sürdürülebilirlik stratejileri üzerindeki etkisinin bir değerlendirmesi yapılacaktır.

Anahtar Kelimeler

Akışkan transfer sistemi, Hortum, Sürdürülebilirlik, TPV, EPDM

Kaynakça

• Alanazi F (2023) Electric Vehicles:Benefits, Challenges, and Potential Solutions for Widespread Adaptation. Appl Sci 13(10):6016. https://doi.org/10.3390/app13106016
• Xue J, Han Y, Jiao J, Wang L, Shen W (2021) Electric vehicle industry sustainable development with a stakeholder engagement system. Technol Forecast Soc Change 173:121086. https://doi.org/10.1016/j.techfore.2021.121086
• Dan D, Zhao Y, Wei M, Wang X (2023) Review of Thermal Management Technology for Electric Vehicles. Energies 16(12):4693. https://doi.org/10.3390/en16124693
• Datta S (2024) Polyolefin-based thermoplastic vulcanizates and thermoplastic elastomers: fundamental chemistry problems. In: Singha NK, Jana SC (eds) Advances in Thermoplastic Elastomers, Elsevier, pp 151-175. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-91758-2.00011-8
• Greene JP (2021) Elastomers and Rubbers. In: Greene JP (ed) Automotive Plastics and Composites, William Andrew Publishing, pp 127-147. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818008-2.00016-7
• Ning N, Li S, Wu H, Tian H, Yao P, HU G-H, Tian M, Zhang L (2018) Preparation, microstructure, and microstructure-properties relationship of thermoplastic vulcanizates (TPVs): A review. Prog Polym Sci 79:61-97. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2017.11.003
• Reghunadhan A, Akhina H, Ajitha AR, Chandran N, Nair ST, Maria HJ, Thomas S (2024) Thermoplastic elastomers (TPEs) from rubber-plastic blends. In: Singha NK, Jana SC (eds) Advances in Thermoplastic Elastomers, Elsevier, pp 291-314. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-91758-2.00008-8
• Deopura BL, Padaki NV (2015) Synthetic Textile Fibres: Polyamide, Polyester and Aramid Fibres. In: Sinclair R (ed) Textiles and Fashion, Woodhead Publishing, pp 97-114. https://doi.org/10.1016/B978-1-84569-931-4.00005-2
• Klein P (2022) Fundamentals of plastics thermoforming. Springer Nature, Berlin.
• Sanches NB, Cassu SN, Dutra R de CL (2015) TG/FT-IR characterization of additives typically employed in EPDM formulations. Polímeros 25(3):247–255. https://doi.org/10.1590/0104-1428.1819
• Borazan AA (2017) Preparation and characterization of ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber mixture for a heat resistant conveyor belt cover. Anadolu Univ J Sci Technol A Appl Sci Eng 18(2):507–520. https://doi.org/10.18038/aubtda.296523