TPU süsiniknanotorudest juhtivad osakesed – rehvitööstuse „pärl kroonil“!

Ajakiri Scientific American kirjeldab järgmist: kui Maa ja Kuu vahele ehitada redel, siis ainus materjal, mis suudab läbida nii pika vahemaa ilma oma raskuse all purunemata, on süsiniknanotorud.
Süsiniknanotorud on erilise struktuuriga ühemõõtmeline kvantmaterjal. Nende elektri- ja soojusjuhtivus võib tavaliselt ulatuda 10 000 korda vase omast, tõmbetugevus on 100 korda suurem kui terasel, kuid tihedus on vaid 1/6 terase tihedusest jne. Need on ühed praktilisemad tippmaterjalid.
Süsiniknanotorud on koaksiaalsed ümmargused torud, mis koosnevad mitmest kuni kümnetest süsinikuaatomite kihist, mis on paigutatud kuusnurkse mustrina. Kihtide vaheline kaugus on umbes 0,34 nm, läbimõõduga tavaliselt 2–20 nm.
Termoplastne polüuretaan (TPU)on oma kõrge mehaanilise tugevuse, hea töödeldavuse ja suurepärase biosobivuse tõttu laialdaselt kasutusel sellistes valdkondades nagu elektroonika, autotööstus ja meditsiin.
Sulatamise teel segamineTPUJuhtiva süsinikmusta, grafeeni või süsiniknanotorude abil saab valmistada juhtivate omadustega komposiitmaterjale.
TPU/süsiniknanotorude segu komposiitmaterjalide rakendamine lennunduses
Lennukirehvid on ainsad komponendid, mis õhkutõusmisel ja maandumisel maapinnaga kokku puutuvad, ning neid on alati peetud rehvitööstuse „kroonijuveeliks“.
Lennukirehvide turvisemustrisse TPU/süsiniknanotorude segu komposiitmaterjalide lisamine annab sellele selliseid eeliseid nagu antistaatiline omadus, kõrge soojusjuhtivus, kõrge kulumiskindlus ja kõrge rebenemiskindlus, et parandada rehvi üldist jõudlust. See võimaldab rehvi õhkutõusmisel ja maandumisel tekkival staatilisel laengul ühtlaselt maapinnale üle kanduda, hõlbustades samal ajal ka tootmiskulude kokkuhoidu.
Süsiniknanotorude nanoskaala suuruse tõttu, kuigi need võivad parandada kummi mitmesuguseid omadusi, on süsiniknanotorude rakendamisel ka palju tehnilisi väljakutseid, näiteks halb dispergeeruvus ja lendamine kummi segamise käigus.TPU juhtivad osakesedon ühtlasema dispersioonikiirusega kui tavalistel süsinikkiust polümeeridel, eesmärgiga parandada kummitööstuse antistaatilisi ja soojusjuhtivusomadusi.
TPU süsiniknanotorudest valmistatud juhtivatel osakestel on suurepärane mehaaniline tugevus, hea soojusjuhtivus ja rehvides kasutamisel madal mahutakistus. Kui TPU süsiniknanotorudest valmistatud juhtivaid osakesi kasutatakse eriotstarbelistes sõidukites, näiteks naftatankide transpordivahendites, tuleohtlike ja plahvatusohtlike kaupade transpordivahendites jne, lahendab süsiniknanotorude lisamine rehvidele ka elektrostaatilise tühjenemise probleemi kesk- ja tippklassi sõidukites, lühendab veelgi rehvide pidurdusteekonda kuival ja märjal teel, vähendab rehvide veeretakistust, vähendab rehvide müra ning parandab antistaatilist jõudlust.
Kohaldaminesüsiniknanotoru juhtivad osakesedkõrgjõudlusega rehvide pinnal on see näidanud oma suurepäraseid jõudluse eeliseid, sealhulgas kõrget kulumiskindlust ja soojusjuhtivust, madalat veeretakistust ja vastupidavust, head antistaatilist efekti jne. Seda saab kasutada kõrgjõudlusega rehvide tootmiseks, mis on ohutud ja keskkonnasõbralikud ning millel on laialdased turuväljavaated.
Süsiniknanopartiklite ja polümeermaterjalide segamine võib anda uusi komposiitmaterjale, millel on suurepärased mehaanilised omadused, hea juhtivus, korrosioonikindlus ja elektromagnetiline varjestus. Süsiniknanotorudega polümeerkomposiite peetakse traditsiooniliste nutikate materjalide alternatiiviks ja nende rakenduste valik on tulevikus üha laiem.