福特含石墨烯的聚氨酯泡沫可降低汽車噪音和重量

全球聚氨酯新聞：福特汽車公司成功將石墨烯摻入多元醇中 聚氨酯（PU）泡沫 在降低汽車噪音的同時也減輕了汽車的重量。

該材料入圍2021年聚氨酯創新獎，該獎由聚氨酯工業中心（CPI）在聚氨酯技術大會期間頒發。

石墨烯是一種厚度為一個原子的碳。它幾乎是透明的，但密度太高，氦氣無法通過它。

2004 年，當曼徹斯特大學的兩位科學家描述他們如何使用普通膠帶提取這種材料時，它變得引人注目。他們的工作為他們贏得了 2010 年的諾貝爾物理學獎。

在兩位科學家獲獎後不到十年，福特就能夠將石墨烯加入多元醇中。

現在，這種泡沫用於所有福特北美汽車。

將石墨烯摻入泡沫中

福特可持續發展和新興材料技術專家 Alper Kiziltas 表示，開發泡沫的最大挑戰之一是將石墨烯等納米材料分散成粘性聚合物，並防止它們在混合過程中坍塌。

Kiziltas 表示，XG Science 以合理的成本提供了足夠數量的與聚氨酯化學相容的石墨烯。 Eagle Industries 是一家主要的聚氨酯成型商，參與了泡沫加工。

他說，含有石墨烯的多元醇不能像普通添加劑那樣加工。為了保持石墨烯的特性，必須對材料進行不同的加工。

Kiziltas 說：“除了 Eagle 的製造工藝要求之外，我們還開發了一種獨特的方法來組合和分散石墨烯和泡沫多元醇。”

福特在開發聚氨酯方面的另一個挑戰是概念上的。對於新材料，人們通常認為，如果一個應用程序消耗更多的材料，它就會獲得更好的性能。

Kiziltas 表示，與直覺相反，福特開始降低多元醇中石墨烯的濃度。隨著濃度的降低，所得泡沫的性能得到改善。

他說，石墨烯現在只佔泡沫的不到 0.3%。 “我們獲得了非常好的機械、熱和物理性能。”

Kiziltas 表示，用石墨烯配製聚氨酯非常簡單。除了添加石墨烯，它幾乎不需要任何改變。

其他挑戰是公司在引入新材料時面臨的典型挑戰。

一是成本，因為客戶對價格非常敏感。 Kiziltas 表示，福特必須確保新泡沫材料至少不會影響成本。

此外，由於泡沫是一種新材料，福特必須確保它能夠滿足或超過零件的要求，Kiziltas 說。

他表示，與不含石墨烯的泡沫相比，壓縮強度和模量提高了約20%。熱變形增加30%。吸聲係數提高了25%。

他說，用這種泡沫製成的零件重量應該輕10%以上。

汽車製造商渴望減輕車輛的重量，因為他們可以用一箱燃料走得更遠，從而減少排放的汽油。

福特在 2018 年推出了這種泡沫，它用於發動機蓋、燃油泵蓋和燃油管蓋等零件。

這些蓋子僅限於內燃機。然而，福特看到了這種泡沫在電動汽車 (EV) 中的潛在用途。

事實證明，發動機的白噪音掩蓋了日常駕駛中的隆隆聲和吱吱聲。這些惱人的聲音在電動汽車中更為明顯，因為它們沒有內燃機。

Kiziltas 表示，福特的泡沫可用於前襯、門板和地毯下，以降低電動汽車的噪音。

他說，汽車行業以外的公司也在詢問這個泡沫。

轉載自：全球聚氨酯新聞