Buih poliuretana yang mengandungi graphene Ford mengurangkan bunyi bising dan berat kereta

Berita Poliuretana Global: Syarikat Ford Motor telah berjaya memasukkan graphene ke dalam poliol untuk menghasilkan a busa poliuretana (PU). yang mengurangkan bunyi kereta sambil juga mengurangkan berat kereta.

Bahan ini telah disenarai pendek untuk Anugerah Inovasi Poliuretana 2021, yang telah dianugerahkan oleh Pusat Industri Poliuretana (CPI) semasa Persidangan Teknologi Poliuretana.

Graphene ialah sejenis karbon dengan ketebalan satu atom. Ia hampir telus, tetapi ketumpatannya sangat tinggi sehingga helium tidak dapat melaluinya.

Pada tahun 2004, apabila dua saintis di Universiti Manchester menerangkan cara mereka menggunakan pita biasa untuk mengekstrak bahan ini, ia menjadi menarik. Hasil kerja mereka memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik 2010.

Kurang daripada sepuluh tahun selepas kedua-dua saintis itu memenangi anugerah itu, Ford dapat memasukkan graphene ke dalam poliol.

Kini, buih jenis ini digunakan dalam semua kenderaan Amerika Utara Ford.

Menggabungkan graphene ke dalam buih

Pakar teknologi bahan pembangunan mampan Ford dan baru muncul Alper Kiziltas berkata bahawa salah satu cabaran terbesar dalam membangunkan buih adalah untuk menyebarkan bahan nano seperti graphene ke dalam polimer likat dan mengelakkannya daripada runtuh semasa proses pencampuran.

Kiziltas berkata bahawa XG Science telah menyediakan graphene yang serasi secara kimia dengan poliuretana dalam kuantiti yang mencukupi dan pada kos yang berpatutan. Eagle Industries, pengacu poliuretana utama, mengambil bahagian dalam pemprosesan buih.

Beliau berkata bahawa poliol yang mengandungi graphene tidak boleh diproses seperti bahan tambahan biasa. Untuk mengekalkan ciri-ciri graphene, bahan mesti diproses secara berbeza.

Kiziltas berkata: "Sebagai tambahan kepada keperluan proses pembuatan Eagle, kami telah membangunkan kaedah unik untuk menggabungkan dan menyebarkan graphene dan poliol buih."

Satu lagi cabaran untuk Ford dalam membangunkan poliuretana adalah konseptual. Untuk bahan baharu, orang biasanya berfikir bahawa jika aplikasi menggunakan lebih banyak bahan, ia akan mendapat prestasi yang lebih baik.

Kiziltas berkata bahawa bertentangan dengan gerak hati, Ford mula mengurangkan kepekatan graphene dalam poliol. Apabila kepekatan berkurangan, prestasi buih yang terhasil bertambah baik.

Beliau berkata bahawa graphene kini menyumbang kurang daripada 0.3% daripada buih. "Kami mendapat sifat mekanikal, haba dan fizikal yang sangat baik."

Kiziltas berkata bahawa merumuskan poliuretana dengan graphene adalah sangat mudah. Selain menambah graphene, ia hampir tidak memerlukan sebarang perubahan.

Cabaran lain ialah cabaran biasa yang dihadapi oleh syarikat apabila memperkenalkan bahan baharu.

Satu ialah kos, kerana pelanggan sangat sensitif terhadap harga. Kiziltas berkata Ford mesti memastikan bahan buih baharu itu sekurang-kurangnya tidak menjejaskan kos.

Di samping itu, kerana buih adalah bahan baharu, Ford mesti memastikan ia boleh memenuhi atau melebihi keperluan untuk alat ganti, kata Kiziltas.

Beliau berkata berbanding buih tanpa graphene, kekuatan mampatan dan modulus telah meningkat kira-kira 20%. Herotan haba meningkat sebanyak 30%. Pekali penyerapan bunyi telah meningkat sebanyak 25%.

Beliau berkata bahawa berat bahagian yang diperbuat daripada buih ini harus lebih daripada 10% lebih ringan.

Pengeluar kereta tidak sabar-sabar untuk mengurangkan berat kenderaan mereka kerana mereka boleh pergi lebih jauh dengan tangki bahan api, membolehkan mereka mengeluarkan lebih sedikit gas.

Ford memperkenalkan buih ini pada 2018, dan ia digunakan dalam bahagian seperti penutup enjin, penutup pam bahan api dan penutup paip bahan api.

Penutup ini terhad kepada enjin pembakaran dalaman. Bagaimanapun, Ford melihat potensi penggunaan buih ini dalam kenderaan elektrik (EV).

Ternyata bunyi putih enjin itu menutupi gemuruh dan decitan dalam pemanduan harian. Bunyi yang menjengkelkan ini lebih ketara dalam kenderaan elektrik kerana ia tidak mempunyai enjin pembakaran dalaman.

Kiziltas berkata bahawa buih Ford boleh digunakan pada lapisan hadapan, panel pintu dan di bawah permaidani untuk mengurangkan bunyi kenderaan elektrik.

Beliau berkata bahawa syarikat di luar industri automotif juga bertanya tentang gelembung ini.

Cetakan semula daripada: Global Polyurethane News