航空輪胎是航空器起降時唯一與地面接觸的部件,一向被視為輪胎制造行業(yè)“皇冠上的明珠”,碳納米管的出現(xiàn),使航空輪胎制作兼具抗靜電、高承載、抗沖擊、低生熱、高耐磨等多功能,同時更容易節(jié)省制造成本。
多年來人們對高性能和“綠色”輪胎的需求從未停止過。炭黑(CB)材料一直被用作填充劑在輪胎膠料中補強彈性體基質,但這種材料效率低下且對環(huán)境有害。后經過研究碳納米管(CNT)具有較高的縱橫比,因此在用作輪胎橡膠中的填料時具有更好的補強效果。
由于碳納米管具有良好而獨特的性能,近些年其廣闊的應用前景也不斷地展現(xiàn)出來?!叭粼诘厍蚺c月亮之間搭建一座天梯,跨越如此長的距離而不被自身重量拉斷的材料,只有碳納米管。”《科學美國人》曾如此形象地描述碳納米管,由此可見碳納米管是一種具有特殊結構的一維量子材料,它的電導率、熱導率通常可達銅的1萬倍,抗拉強度是鋼的100倍,密度卻只有鋼的1/6等等,是實用性廣泛的尖端材料之一。
由于碳納米管的尺寸僅是納米級,雖然可以提高橡膠的各項性能,但碳納米管在應用中也有許多技術難題,例如分散性差,在煉膠過程中會引起飛揚等。其中以大連義邦的TPU碳納米管導電顆粒為例,TPU導電顆粒具有比一般碳纖維聚合物更均勻的分散率,以改善橡膠工業(yè)抗靜電和導熱性能為目標。將碳納米管導電顆粒TPU加入航空輪胎面膠中使其具有具有抗靜電、高導熱、高耐磨、高抗撕裂等優(yōu)點,以改善輪胎綜合性能,使飛機起飛和降落時輪胎產生的靜電荷能均勻傳至地面。 TPU碳納米管導電顆粒應用在輪胎中具有優(yōu)異的力學強度、較好的導熱性能和較低的體積電阻率,將TPU碳納米管導電顆粒應用于特種作業(yè)車輛,如油罐運輸車、易燃易爆品運輸車等,在輪胎加入碳納米管后還解決了中高端車輛的靜電釋放問題,同時進一步縮短了輪胎干濕地剎車距離,同時可降低輪胎滾動阻力,降低胎噪,提高抗靜電性能。
碳納米管導電顆粒在高性能輪胎表面的應用,發(fā)揮了其優(yōu)良的性能優(yōu)勢,具有耐磨性和導熱系數(shù)高,滾動阻力和耐久熱低,抗靜電效果好等優(yōu)良性能,可用于生產高性能輪胎,安全環(huán)保,具有廣闊的市場前景。
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