Revista Scientific American descrie că: „Dacă se construiește o scară între Pământ și Lună, singurul material care poate parcurge o distanță atât de lungă fără a fi desprins de propria greutate ar fi nanotuburile de carbon”.
Nanotuburile de carbon sunt materiale cuantice unidimensionale cu o structură specială. Conductivitatea lor electrică și termică poate ajunge de obicei la 10.000 de ori mai mare decât cea a cuprului, rezistența lor la tracțiune este de 100 de ori mai mare decât cea a oțelului, dar densitatea lor este de doar 1/6 din cea a oțelului și așa mai departe. Sunt unul dintre cele mai practice materiale de ultimă generație.
Nanotuburile de carbon sunt tuburi circulare coaxiale compuse din câteva până la zeci de straturi de atomi de carbon aranjate într-un model hexagonal. Se menține o distanță fixă între straturi, de aproximativ 0,34 nm, cu un diametru cuprins de obicei între 2 și 20 nm.
Poliuretan termoplastic (TPU)este utilizat pe scară largă în domenii precum electronica, industria auto și medicina datorită rezistenței sale mecanice ridicate, procesabilității bune și biocompatibilității excelente.
Prin amestecare la topireTPUCu negru de fum conductiv, grafen sau nanotuburi de carbon, se pot prepara materiale compozite cu proprietăți conductive.
Aplicarea materialelor compozite din amestec de TPU/nanotuburi de carbon în domeniul aviației
Anvelopele avioanelor sunt singurele componente care intră în contact cu solul în timpul decolării și aterizării și au fost întotdeauna considerate „bijuteria coroanei” industriei de fabricare a anvelopelor.
Adăugarea de materiale compozite din amestec TPU/nanotuburi de carbon la cauciucul benzii de rulare a anvelopelor de aviație îi conferă acesteia avantaje precum antistaticitate, conductivitate termică ridicată, rezistență ridicată la uzură și rezistență ridicată la rupere, pentru a îmbunătăți performanța generală a anvelopei. Acest lucru permite transmiterea uniformă la sol a sarcinii statice generate de anvelopă în timpul decolării și aterizării, facilitând în același timp economisirea costurilor de fabricație.
Datorită dimensiunii nanoscopice a nanotuburilor de carbon, deși acestea pot îmbunătăți diversele proprietăți ale cauciucului, există și numeroase provocări tehnice în aplicarea nanotuburilor de carbon, cum ar fi dispersabilitatea slabă și zburarea în timpul procesului de amestecare a cauciucului.Particule conductive TPUau o rată de dispersie mai uniformă decât polimerii generali din fibră de carbon, cu scopul de a îmbunătăți proprietățile antistatice și de conductivitate termică din industria cauciucului.
Particulele conductoare din nanotuburi de carbon TPU au o rezistență mecanică excelentă, o conductivitate termică bună și o rezistivitate volumică redusă atunci când sunt aplicate în anvelope. Atunci când particulele conductoare din nanotuburi de carbon TPU sunt utilizate în vehicule cu operațiuni speciale, cum ar fi vehiculele de transport cisterne de combustibil, vehiculele de transport mărfuri inflamabile și explozive etc., adăugarea de nanotuburi de carbon în anvelope rezolvă, de asemenea, problema descărcărilor electrostatice la vehiculele de gamă medie și superioară, scurtează și mai mult distanța de frânare pe teren uscat și umed a anvelopelor, reduce rezistența la rulare a anvelopelor, reduce zgomotul anvelopelor și îmbunătățește performanța antistatică.
Aplicareaparticule conductive din nanotuburi de carbonpe suprafața anvelopelor de înaltă performanță și-a demonstrat avantajele excelente de performanță, inclusiv rezistență ridicată la uzură și conductivitate termică, rezistență redusă la rulare și durabilitate, efect antistatic bun etc. Poate fi utilizat pentru a produce anvelope de înaltă performanță, sigure și ecologice și are perspective largi de piață.
Aplicarea amestecării nanoparticulelor de carbon cu materiale polimerice poate obține noi materiale compozite cu proprietăți mecanice excelente, conductivitate bună, rezistență la coroziune și ecranare electromagnetică. Compozitele polimerice din nanotuburi de carbon sunt considerate alternative la materialele inteligente tradiționale și vor avea o gamă din ce în ce mai largă de aplicații în viitor.
Data publicării: 28 august 2025