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La mousse de polyuréthane contenant du graphène de Ford réduit le bruit et le poids de la voiture

La mousse de polyuréthane contenant du graphène de Ford réduit le bruit et le poids de la voiture

Amanda réimpression Réimpression de : Global Polyurethane News 2021-10-22 11:38:19


Global Polyurethane News : Ford Motor Company a réussi à incorporer du graphène dans des polyols pour produire un mousse de polyuréthane (PU) qui réduit le bruit de la voiture tout en réduisant le poids de la voiture.

Ce matériau a été présélectionné pour le Prix de l'innovation en polyuréthane 2021, décerné par le Center for Polyurethane Industry (CPI) lors de la Polyurethane Technology Conference.

Le graphène est une forme de carbone d'une épaisseur d'un atome. Il est presque transparent, mais la densité est si élevée que l'hélium ne peut pas le traverser.

En 2004, lorsque deux scientifiques de l'Université de Manchester ont décrit comment ils utilisaient du ruban adhésif ordinaire pour extraire ce matériau, cela est devenu convaincant. Leurs travaux leur ont valu le prix Nobel de physique 2010.

Moins de dix ans après que les deux scientifiques ont remporté le prix, Ford a pu incorporer du graphène dans le polyol.

Maintenant, ce type de mousse est utilisé dans tous les véhicules nord-américains de Ford.

Incorporer du graphène dans la mousse

Alper Kiziltas, expert en développement durable et en technologie des matériaux émergents de Ford, a déclaré que l'un des plus grands défis du développement de la mousse consiste à disperser des nanomatériaux tels que le graphène dans des polymères visqueux et à les empêcher de s'effondrer pendant le processus de mélange.

Kiziltas a déclaré que XG Science a fourni du graphène chimiquement compatible avec le polyuréthane en quantités suffisantes et à un coût raisonnable. Eagle Industries, un mouleur de polyuréthane primaire, a participé au traitement de la mousse.

Il a dit que les polyols contenant du graphène ne peuvent pas être traités comme des additifs normaux. Afin de conserver les caractéristiques du graphène, le matériau doit être traité différemment.

Kiziltas a déclaré: "En plus des exigences du processus de fabrication d'Eagle, nous avons développé une méthode unique pour combiner et disperser le graphène et les polyols en mousse."

Un autre défi pour Ford dans le développement du polyuréthane est conceptuel. Pour les nouveaux matériaux, les gens pensent généralement que si une application consomme plus de matériaux, elle obtiendra de meilleures performances.

Kiziltas a déclaré que contrairement à l'intuition, Ford a commencé à réduire la concentration de graphène dans les polyols. Lorsque la concentration diminue, les performances de la mousse résultante sont améliorées.

Il a déclaré que le graphène représente désormais moins de 0,3% de la mousse. "Nous avons obtenu de très bonnes propriétés mécaniques, thermiques et physiques."

Kiziltas a déclaré que la formulation de polyuréthane avec du graphène est très simple. En plus d'ajouter du graphène, il n'a pratiquement pas besoin de modifications.

D'autres défis sont des défis typiques rencontrés par les entreprises lors de l'introduction de nouveaux matériaux.

L'un est le coût, car les clients sont très sensibles aux prix. Kiziltas a déclaré que Ford doit s'assurer que le nouveau matériau en mousse n'affecte au moins pas les coûts.

De plus, comme la mousse est un nouveau matériau, Ford doit s'assurer qu'elle peut répondre ou dépasser les exigences en matière de pièces, a déclaré Kiziltas.

Il a déclaré que par rapport à la mousse sans graphène, la résistance à la compression et le module ont augmenté d'environ 20 %. La distorsion thermique est augmentée de 30%. Le coefficient d'absorption acoustique a augmenté de 25 %.

Il a dit que le poids des pièces faites de cette mousse devrait être plus de 10 % plus léger.

Les constructeurs automobiles sont soucieux de réduire le poids de leurs véhicules car ils peuvent aller plus loin avec un réservoir de carburant, ce qui leur permet d'émettre moins de gaz.

Ford a introduit cette mousse en 2018, et elle est utilisée dans des pièces telles que les couvercles de moteur, les couvercles de pompe à carburant et les couvercles de tuyaux de carburant.

Ces couvertures sont limitées aux moteurs à combustion interne. Cependant, Ford voit l'utilisation potentielle de cette mousse dans les véhicules électriques (VE).

Il s'avère que le bruit blanc du moteur masque le grondement et les grincements de la conduite quotidienne. Ces bruits gênants sont plus prononcés dans les véhicules électriques car ils n'ont pas de moteurs à combustion interne.

Kiziltas a déclaré que la mousse de Ford peut être utilisée dans les garnitures avant, les panneaux de porte et sous les tapis pour réduire le bruit des véhicules électriques.

Il a dit que les entreprises en dehors de l'industrie automobile s'interrogent également sur cette bulle.

Réimpression de : Global Polyurethane News