Scientific American beschrijft dat; Als er een ladder tussen de aarde en de maan wordt gebouwd, is het enige materiaal dat zo'n grote afstand kan overbruggen zonder door zijn eigen gewicht uit elkaar te worden getrokken, koolstofnanobuizen.
Koolstofnanotubes zijn een eendimensionaal kwantummateriaal met een bijzondere structuur. Hun elektrische en thermische geleidbaarheid kan doorgaans 10.000 keer die van koper bereiken, hun treksterkte is 100 keer die van staal, maar hun dichtheid is slechts 1/6 van die van staal, enzovoort. Ze behoren tot de meest praktische en geavanceerde materialen.
Koolstofnanotubes zijn coaxiale, ronde buisjes die bestaan uit enkele tot tientallen lagen koolstofatomen, gerangschikt in een hexagonaal patroon. De afstand tussen de lagen is constant, ongeveer 0,34 nm, met een diameter die doorgaans varieert van 2 tot 20 nm.
Thermoplastisch polyurethaan (TPU)wordt veel gebruikt in sectoren als elektronica, automobielindustrie en geneeskunde vanwege de hoge mechanische sterkte, goede verwerkbaarheid en uitstekende biocompatibiliteit.
Door smeltmengenTPUMet geleidend koolstofzwart, grafeen of koolstofnanobuizen kunnen composietmaterialen met geleidende eigenschappen worden bereid.
Toepassing van composietmaterialen van TPU/koolstofnanotube-mix in de luchtvaartsector
Vliegtuigbanden zijn de enige onderdelen die tijdens het opstijgen en landen in contact komen met de grond. Ze worden al eeuwenlang beschouwd als het kroonjuweel van de bandenindustrie.
Het toevoegen van composietmaterialen met een mix van TPU en koolstofnanotubes aan het loopvlakrubber van vliegtuigbanden biedt voordelen zoals antistatisch vermogen, hoge thermische geleidbaarheid, hoge slijtvastheid en hoge scheurweerstand, wat de algehele prestaties van de band verbetert. Dit zorgt ervoor dat de statische lading die de band tijdens het opstijgen en landen genereert, gelijkmatig over de grond wordt verdeeld, terwijl tegelijkertijd productiekosten worden bespaard.
Vanwege de nanogrootte van koolstofnanotubes kunnen ze weliswaar de verschillende eigenschappen van rubber verbeteren, maar de toepassing ervan kent ook veel technische uitdagingen, zoals slechte dispergeerbaarheid en rondvliegen tijdens het rubbermengproces.TPU geleidende deeltjeshebben een gelijkmatigere dispersiesnelheid dan algemene koolstofvezelpolymeren, met als doel de antistatische en thermische geleidbaarheidseigenschappen van de rubberindustrie te verbeteren.
Geleidende TPU-koolstofnanobuisdeeltjes hebben een uitstekende mechanische sterkte, goede thermische geleidbaarheid en een lage volumeweerstand bij toepassing in banden. Wanneer geleidende TPU-koolstofnanobuisdeeltjes worden gebruikt in speciale voertuigen zoals olietankwagens, voertuigen voor het transport van brandbare en explosieve goederen, enz., lost de toevoeging van koolstofnanobuisjes aan banden ook het probleem van elektrostatische ontlading in voertuigen uit het midden- en hogere segment op, verkort de remweg van banden op droog en nat wegdek verder, vermindert de rolweerstand van de banden, vermindert het bandengeluid en verbetert de antistatische prestaties.
De toepassing vangeleidende koolstofnanodeeltjesop het oppervlak van hoogwaardige banden heeft zijn uitstekende prestatievoordelen aangetoond, waaronder hoge slijtvastheid en thermische geleidbaarheid, lage rolweerstand en duurzaamheid, goed antistatisch effect, enz. Het kan worden gebruikt om hoogwaardige banden te produceren, veilig en milieuvriendelijk, en heeft brede marktvooruitzichten.
Door koolstofnanodeeltjes te mengen met polymeermaterialen kunnen nieuwe composietmaterialen worden verkregen met uitstekende mechanische eigenschappen, goede geleidbaarheid, corrosiebestendigheid en elektromagnetische afscherming. Koolstofnanobuispolymeercomposieten worden beschouwd als alternatieven voor traditionele slimme materialen en zullen in de toekomst een steeds breder scala aan toepassingen krijgen.
Plaatsingstijd: 28-08-2025