采用石墨烯纳米管增强复合材料

作者:本刊编译 发布时间:2019-12-10
在2019年的纳米增强材料行业峰会上,与会专家们一致认为,石墨烯纳米管,也称为“单壁碳纳米管”,是目前最有效的高级抗静电添加剂。

石墨烯纳米管赋予了工程师生产全新、高度创新且具有竞争力的产品的能力。

采用石墨烯纳米管增强复合材料

在2019年的纳米增强材料行业峰会上,与会专家们一致认为,石墨烯纳米管,也称为“单壁碳纳米管”,是目前最有效的高级抗静电添加剂。

空客国防与航天高级工程师Faris Ustamujic介绍说:“由OCSiAl生产的Tuball纳米管似乎对导电性有更强的影响,与拥有一些缺点如热点的标准炭黑相比,其分散性非常均匀。”

来自Lufthansa Technik Intercoat公司材料设计工程部门的Melina Remers 补充道:“进行修理时,单壁碳纳米管凭借其导电性,使我们能够为那些不允许使用环氧树脂(具有绝缘性)的飞机部件创造了新的生命。纳米管涂层对磨损率、耐热性和粘接强度无负面影响,这对于我们和我们的客户而言都很重要。”

正如专家们所强调的,与最接近的类似物相比,石墨烯纳米管的添加量非常低,通常要低几十倍甚至几百倍,由此而带来了许多好处。

在分享他们最新的一些成果(现在已经有商业化的产品)时,SchäferRolls的项目工程师 Michail Nedanov表示:“我们能够用只有0.15 wt.%的Tuball纳米管取代在环氧工业辊筒中使用的超过12 wt.%的多壁碳纳米管,实现了对最终产品的高效灵活着色和清洁的生产工艺。”

用石墨烯纳米管来提升力学性能,很可能成为技术发展的下一个焦点。Lehvoss集团已经看到了采用石墨烯纳米管来增强汽车车身从而实现减重的许多潜力。该公司产品开发经理Marco Burth补充说:“我们正在采用单壁纳米管扩大我们的PA6原位聚合生产工艺,开发满足航空、汽车和工业应用所需的不同母粒。”

为呼吸装置、工业气体和彩弹应用提供创新气缸的欧洲生产商Techplast表示,通过采用石墨烯纳米管增强的复合材料,与传统气缸相比,他们已经将其气缸重量减轻了75%,使他们的新一代产品成为世界上最轻的气缸,从而将这些气缸扩展应用到了CNG和储氢罐领域。

材料应该从更强向更智能的方向发展。该公司的Rob Thompson分享道:“当我们谈论车辆碰撞性能或将传感器嵌入到涂层中时,单壁碳纳米管发挥了重要作用。我们希望在不使用额外工艺的情况下,将功能性融入到材料中,而使用单壁纳米管可以帮助我们做到这一点。”

弗劳恩霍夫IPA 负责人Ivica Kolaric表示:“我们已经为一家领先的OEM生产了一种采用纳米管增强的铝。”

此外,采用单壁碳纳米管,弗劳恩霍夫能够将超过16 m2的汽车表面转变成一种人工智能表面,用于带传感器的联网汽车,而且可以根据需要改变颜色。

日本公司Nagase ChemteX和Dynic Corporation分享了他们采用Tuball纳米管在开发透明导电薄膜方面所取得的成果。Nagase ChemteX公司的Shingo Shinohara介绍说:“我们研究了大多数的导电添加剂类型,包括石墨和多壁碳纳米管,但我们选择了单壁碳纳米管作为最适合的解决方案。”

Dynic Corporation 的首席开发工程师Ryo Asano补充说:“我们相信,这些纳米管能够在触摸屏和太阳能电池等应用中有效替代昂贵的ITO。”

显然,石墨烯纳米管正在寻求进入越来越多的特定应用领域的途径,如减小风力发电机的雷达散射截面,在此方面,Trelleborg Applied Technologies公司正在采用石墨烯纳米管来防止干扰机场的进近雷达系统。而在诸如罐衬涂料、粉末涂料、导电底漆、软泡聚氨酯、打印用快速固化浇注聚氨酯等量产应用方面,这些纳米管也作为标准而被广泛采纳。当然,未来还会添加更多的应用。

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