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单壁碳纳米管增强橡胶: 新技术提高丁腈橡胶的耐久性和导电性

    • OCSiAl使用单壁碳纳米管技术开发的新型系列产品,实现了丁腈橡胶补强性能和导电性能的提高。
    • 添加0.2%的单壁碳纳米管,可将模量提高53%,撕裂强度提高42%,增强橡胶对恶劣环境的抵抗力。
    • 由单壁碳纳米管增强的橡胶制品更耐用和更高效,并有助于减少原材料的消耗。

丁腈橡胶(NBR)具有高耐油和耐燃料性的特点,加上在高温下的稳定性,通常可用于汽车、航空航天、石油和天然气行业,用于制造燃料软管、O形圈和工业辊轮、电缆护套和其他模压部件。这些应用对材料的性能要求高,既需要能满足极端条件下提高耐腐蚀性的需求,又能满足可持续发展目标。

来自卢森堡的OCSiAl开发的单壁碳纳米管,是一种新型的增强和导电材料,适用于各类聚合物。在材料基体中形成导电增强的网络结构,即使是超低添加量下,也能实现聚合物增韧、改善疲劳性能、减少老化损失、增加导电性。最新的解决方案是为高性能橡胶开发新的产品系列,使丁腈橡胶复合材料的性能实现显著提升。

在炭黑填充补强的丁腈橡胶中加入0.3%的单壁碳纳米管,可使模量(M50-200)提高53%,撕裂强度提高42%,且不会对橡胶弹性、橡胶加工性能或其他物理机械性能产生显著影响。电动汽车中使用的橡胶部件,能够显著改善物理机械性能、体积电阻率低于50 Ω∙cm的水平,从而提升耐久性,使其成为石油、天然气和航空航天领域等恶劣条件下应用的理想选择。

Nanotube-modified rubber strength testing

另一项有发展前景的应用是将单壁碳纳米管添加到白炭黑补强填充的丁腈橡胶配方中,实现107 Ω∙cm的防静电性能并符合静电耗散(ESD)标准、撕裂强度提高35%、模量(M50-M300)提高50%、生产彩色的最终产品、并且材料表面没有碳释放。相比之下,之前其它的导电解决方案可能导致物理机械性能的急剧下降,影响着色,并且由于所需导电填料的高添加量而引起混炼胶的其它问题。添加单壁碳纳米管实现的新性能组合有效扩大了导电丁腈橡胶的应用范围。在配备传感器的工厂中,高端橡胶用于自动化系统元件,机器人识别零部件所需要的颜色和电导率。

单壁碳纳米管预分散体包含环保型材料,在不影响橡胶配方的情况下,即可均匀地分散到橡胶中。膏体形式保证无粉尘化生产,不需要单独的生产工序或特定的生产设备,在正常的混合过程中即可加入。目前,单壁碳纳米管增强丁腈橡胶部件在各种恶劣环境下的进一步测试正在进行中。

Industry-firendly concentrate of graphene nanotubes

例如像其它高性能橡胶EPDM、NR、BR和FKM一样,丁腈橡胶也可以通过添加低添加量的单壁碳纳米管能够显著改善机械性能和电性能。高耐久性和长效导电性有助于该行业生产更高效的产品,节省运输和更换有缺陷部件的成本,从而减少原材料的消耗。

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