La schiuma di poliuretano contenente grafene di Ford riduce il rumore e il peso dell'auto
Notizie globali sul poliuretano: Ford Motor Company ha incorporato con successo il grafene nei polioli per produrre a schiuma di poliuretano (PU) che riduce il rumore dell'auto riducendo anche il peso dell'auto.
Questo materiale è stato selezionato per il 2021 Polyurethane Innovation Award, assegnato dal Center for Polyurethane Industry (CPI) durante la Polyurethane Technology Conference.
Il grafene è una forma di carbonio con uno spessore di un atomo. È quasi trasparente, ma la densità è così alta che l'elio non può attraversarlo.
Nel 2004, quando due scienziati dell'Università di Manchester hanno descritto come hanno usato del normale nastro adesivo per estrarre questo materiale, è diventato convincente. Il loro lavoro gli è valso il Premio Nobel 2010 per la Fisica.
Meno di dieci anni dopo che i due scienziati hanno vinto il premio, Ford è stata in grado di incorporare il grafene nel poliolo.
Ora, questo tipo di schiuma viene utilizzato in tutti i veicoli nordamericani di Ford.
Incorporare il grafene nella schiuma
Alper Kiziltas, esperto di sviluppo sostenibile e tecnologia dei materiali emergenti di Ford, ha affermato che una delle maggiori sfide nello sviluppo della schiuma è disperdere nanomateriali come il grafene in polimeri viscosi e impedire che collassino durante il processo di miscelazione.
Kiziltas ha affermato che XG Science ha fornito grafene chimicamente compatibile con il poliuretano in quantità sufficienti ea un costo ragionevole. Eagle Industries, uno dei principali stampatori di poliuretano, ha partecipato alla lavorazione della schiuma.
Ha detto che i polioli contenenti grafene non possono essere lavorati come normali additivi. Per mantenere le caratteristiche del grafene, il materiale deve essere lavorato in modo diverso.
Kiziltas ha dichiarato: "Oltre ai requisiti del processo di produzione di Eagle, abbiamo sviluppato un metodo unico per combinare e disperdere grafene e polioli in schiuma".
Un'altra sfida per Ford nello sviluppo del poliuretano è concettuale. Per i nuovi materiali, le persone di solito pensano che se un'applicazione consuma più materiali, otterrà prestazioni migliori.
Kiziltas ha affermato che, contrariamente all'intuizione, Ford ha iniziato a ridurre la concentrazione di grafene nei polioli. Al diminuire della concentrazione, le prestazioni della schiuma risultante sono migliorate.
Ha detto che il grafene ora rappresenta meno dello 0,3% della schiuma. "Abbiamo ottenuto ottime proprietà meccaniche, termiche e fisiche."
Kiziltas ha affermato che formulare il poliuretano con il grafene è molto semplice. Oltre all'aggiunta di grafene, non necessita quasi di modifiche.
Altre sfide sono sfide tipiche affrontate dalle aziende quando introducono nuovi materiali.
Uno è il costo, perché i clienti sono molto sensibili al prezzo. Kiziltas ha affermato che Ford deve garantire che il nuovo materiale espanso almeno non influisca sui costi.
Inoltre, poiché la schiuma è un nuovo materiale, Ford deve garantire che possa soddisfare o superare i requisiti per le parti, ha affermato Kiziltas.
Ha detto che rispetto alla schiuma senza grafene, la resistenza alla compressione e il modulo sono aumentati di circa il 20%. La distorsione termica è aumentata del 30%. Il coefficiente di assorbimento acustico è aumentato del 25%.
Ha detto che il peso delle parti realizzate con questa schiuma dovrebbe essere più leggero del 10%.
Le case automobilistiche sono ansiose di ridurre il peso dei loro veicoli perché possono andare più lontano con un pieno di carburante, consentendo loro di emettere meno gas.
Ford ha introdotto questa schiuma nel 2018 e viene utilizzata in parti come i coperchi del motore, i coperchi della pompa del carburante e i coperchi dei tubi del carburante.
Queste coperture sono limitate ai motori a combustione interna. Tuttavia, Ford vede il potenziale uso di questa schiuma nei veicoli elettrici (EV).
Si scopre che il rumore bianco del motore maschera il rombo e gli squittii nella guida quotidiana. Questi suoni fastidiosi sono più pronunciati nei veicoli elettrici perché non hanno motori a combustione interna.
Kiziltas ha affermato che la schiuma di Ford può essere utilizzata nei rivestimenti anteriori, nei pannelli delle portiere e sotto i tappeti per ridurre il rumore dei veicoli elettrici.
Ha detto che anche le aziende al di fuori dell'industria automobilistica chiedono informazioni su questa bolla.
Ristampa da: Global Polyurethane News
