La espuma de poliuretano que contiene grafeno de Ford reduce el ruido y el peso del automóvil
Noticias globales de poliuretano: Ford Motor Company ha incorporado con éxito el grafeno en polioles para producir un espuma de poliuretano (PU) que reduce el ruido del automóvil al mismo tiempo que reduce el peso del automóvil.
Este material fue preseleccionado para el Premio a la Innovación en Poliuretano 2021, que fue otorgado por el Centro para la Industria del Poliuretano (CPI) durante la Conferencia de Tecnología del Poliuretano.
El grafeno es una forma de carbono con un grosor de un átomo. Es casi transparente, pero la densidad es tan alta que el helio no puede atravesarlo.
En 2004, cuando dos científicos de la Universidad de Manchester describieron cómo utilizaron cinta adhesiva ordinaria para extraer este material, se volvió convincente. Su trabajo les valió el Premio Nobel de Física de 2010.
Menos de diez años después de que los dos científicos ganaran el premio, Ford pudo incorporar grafeno al poliol.
Ahora, este tipo de espuma se usa en todos los vehículos de Ford en América del Norte.
Incorporación de grafeno en espuma
El experto en tecnología de materiales emergentes y desarrollo sostenible de Ford, Alper Kiziltas, dijo que uno de los mayores desafíos en el desarrollo de espuma es dispersar nanomateriales como el grafeno en polímeros viscosos y evitar que colapsen durante el proceso de mezcla.
Kiziltas dijo que XG Science ha proporcionado grafeno químicamente compatible con poliuretano en cantidades suficientes y a un costo razonable. Eagle Industries, un moldeador primario de poliuretano, participó en el procesamiento de la espuma.
Dijo que los polioles que contienen grafeno no se pueden procesar como aditivos normales. Para mantener las características del grafeno, el material debe procesarse de manera diferente.
Kiziltas dijo: "Además de los requisitos del proceso de fabricación de Eagle, hemos desarrollado un método único para combinar y dispersar el grafeno y los polioles de espuma".
Otro desafío para Ford en el desarrollo de poliuretano es conceptual. En el caso de los materiales nuevos, la gente suele pensar que si una aplicación consume más materiales, obtendrá un mejor rendimiento.
Kiziltas dijo que, contrariamente a la intuición, Ford comenzó a reducir la concentración de grafeno en los polioles. A medida que disminuye la concentración, se mejora el rendimiento de la espuma resultante.
Dijo que el grafeno ahora representa menos del 0,3% de la espuma. "Obtuvimos muy buenas propiedades mecánicas, térmicas y físicas".
Kiziltas dijo que formular poliuretano con grafeno es muy simple. Además de agregar grafeno, apenas necesita cambios.
Otros desafíos son los desafíos típicos que enfrentan las empresas al introducir nuevos materiales.
Uno es el costo, porque los clientes son muy sensibles al precio. Kiziltas dijo que Ford debe asegurarse de que el nuevo material de espuma al menos no afecte los costos.
Además, dado que la espuma es un material nuevo, Ford debe asegurarse de que pueda cumplir o superar los requisitos para las piezas, dijo Kiziltas.
Dijo que en comparación con la espuma sin grafeno, la resistencia a la compresión y el módulo han aumentado en aproximadamente un 20%. La distorsión por calor aumenta en un 30%. El coeficiente de absorción acústica se ha incrementado en un 25%.
Dijo que el peso de las piezas hechas de esta espuma debería ser más de un 10% más ligero.
Los fabricantes de automóviles están ansiosos por reducir el peso de sus vehículos porque pueden ir más lejos con un tanque de combustible, lo que les permite emitir menos gasolina.
Ford introdujo esta espuma en 2018 y se utiliza en piezas como cubiertas de motor, cubiertas de bombas de combustible y cubiertas de tuberías de combustible.
Estas cubiertas se limitan a los motores de combustión interna. Sin embargo, Ford ve el uso potencial de esta espuma en vehículos eléctricos (EV).
Resulta que el ruido blanco del motor enmascara el estruendo y los chirridos en la conducción diaria. Estos molestos sonidos son más pronunciados en los vehículos eléctricos porque no tienen motores de combustión interna.
Kiziltas dijo que la espuma de Ford se puede usar en revestimientos delanteros, paneles de puertas y debajo de alfombras para reducir el ruido de los vehículos eléctricos.
Dijo que empresas ajenas a la industria automotriz también están preguntando por esta burbuja.
Reimpresión de: Global Polyurethane News
