Scientific American beschreibt: Wenn man eine Leiter zwischen Erde und Mond baut, ist das einzige Material, das eine so große Distanz überbrücken kann, ohne durch sein eigenes Gewicht auseinandergezogen zu werden, Kohlenstoffnanoröhren.
Kohlenstoffnanoröhren sind ein eindimensionales Quantenmaterial mit einer besonderen Struktur. Ihre elektrische und thermische Leitfähigkeit erreicht in der Regel das 10.000-fache von Kupfer, ihre Zugfestigkeit ist 100-mal höher als die von Stahl, ihre Dichte beträgt jedoch nur 1/6 der von Stahl usw. Sie gehören zu den praktischsten und modernsten Materialien.
Kohlenstoffnanoröhren sind koaxiale, kreisförmige Röhren, die aus mehreren bis Dutzenden Schichten von Kohlenstoffatomen bestehen, die in einem hexagonalen Muster angeordnet sind. Der Abstand zwischen den Schichten ist konstant (ca. 0,34 nm), der Durchmesser liegt typischerweise zwischen 2 und 20 nm.
Thermoplastisches Polyurethan (TPU)wird aufgrund seiner hohen mechanischen Festigkeit, guten Verarbeitbarkeit und hervorragenden Biokompatibilität häufig in Bereichen wie der Elektronik, der Automobilindustrie und der Medizin eingesetzt.
Durch SchmelzmischenTPUMit leitfähigem Ruß, Graphen oder Kohlenstoffnanoröhren können Verbundwerkstoffe mit leitfähigen Eigenschaften hergestellt werden.
Anwendung von TPU/Kohlenstoff-Nanoröhren-Mischverbundwerkstoffen in der Luftfahrt
Flugzeugreifen sind die einzigen Komponenten, die beim Start und bei der Landung mit dem Boden in Berührung kommen, und gelten seit jeher als das „Kronjuwel“ der Reifenindustrie.
Die Zugabe von TPU/Kohlenstoff-Nanoröhren-Verbundwerkstoffen zum Laufflächengummi von Flugzeugreifen verleiht ihm Vorteile wie Antistatik, hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe Verschleißfestigkeit und hohe Reißfestigkeit und verbessert so die Gesamtleistung des Reifens. Dadurch wird die beim Start und bei der Landung des Reifens erzeugte statische Ladung gleichmäßig auf den Boden übertragen und gleichzeitig die Herstellungskosten gesenkt.
Aufgrund ihrer Nanogröße können Kohlenstoffnanoröhren zwar verschiedene Eigenschaften von Gummi verbessern, ihre Anwendung bringt jedoch auch viele technische Herausforderungen mit sich, wie etwa eine schlechte Dispergierbarkeit und das Verfliegen während des Gummimischprozesses.Leitfähige TPU-Partikelweisen eine gleichmäßigere Dispersionsrate auf als allgemeine Kohlenstofffaserpolymere, mit dem Ziel, die antistatischen und wärmeleitenden Eigenschaften der Gummiindustrie zu verbessern.
Leitfähige TPU-Kohlenstoffnanoröhrenpartikel weisen bei der Anwendung in Reifen eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit und einen geringen Volumenwiderstand auf. Beim Einsatz leitfähiger TPU-Kohlenstoffnanoröhrenpartikel in Spezialfahrzeugen wie Öltanktransportern, Transportfahrzeugen für brennbare und explosive Güter usw. löst die Zugabe von Kohlenstoffnanoröhren zu Reifen auch das Problem elektrostatischer Entladungen in Fahrzeugen der mittleren bis oberen Preisklasse, verkürzt den Trocken-Nass-Bremsweg der Reifen weiter, verringert den Rollwiderstand der Reifen, reduziert Reifengeräusche und verbessert die antistatische Leistung.
Die Anwendung vonLeitfähige Kohlenstoffnanoröhrenpartikelauf der Oberfläche von Hochleistungsreifen hat seine hervorragenden Leistungsvorteile unter Beweis gestellt, darunter hohe Verschleißfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit, geringer Rollwiderstand und Haltbarkeit, gute antistatische Wirkung usw. Es kann zur Herstellung von Hochleistungsreifen verwendet werden, ist sicher und umweltfreundlich und hat breite Marktaussichten.
Durch die Mischung von Kohlenstoffnanopartikeln mit Polymermaterialien können neue Verbundwerkstoffe mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, guter Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und elektromagnetischer Abschirmung gewonnen werden. Kohlenstoffnanoröhren-Polymer-Verbundwerkstoffe gelten als Alternative zu herkömmlichen intelligenten Materialien und werden in Zukunft ein immer breiteres Anwendungsspektrum finden.
Veröffentlichungszeit: 28. August 2025