NEDO 프로젝트에서, 단일 계층 CNT Fusion New Materials (TASC)와 바카라 커뮤니티의 연구 개발 기관은 고무 재료에 단일 차 탄소 나노 튜브 (CNT)를 추가하여 세계 최고 수준의 내열성, 내열성, 산 및 알칼리 저항성과 같은 환경 저항력이 가장 높은 고무 재료를 개발했습니다
앞으로, 우리는 오일 드릴링 장비 밀봉, 자동차의 금속 개스킷 교체, 화학 식물의 고온 씰 및 연료 운송과 같은 고무 바카라 족보의 범위가 극적으로 적용될 것으로 예상합니다
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| Young 's Modulus (부드러움 지표)와 CNT가 추가 된 고무 바카라 족보와 기타 바카라 족보를 가진 개발 된 고무 바카라 족보 사이의 지속적인 사용 온도 비교 |
플루오로 루버, 폴리 우레탄 등으로 제작elastomer바카라 족보는 고무 탄성의 특성을 가지며 가스 및 액체에 대한 장벽 특성을 가지기 때문에 밀봉 바카라 족보로 특히 우수하며 다양한 모양으로 쉽게 형성 할 수 있습니다 그러나 열, 열수, 산 및 알칼리와 같은 환경에서 열화되므로 이러한 환경에서의 사용에 대한 제한이있었습니다
지금,Nedo Project기술 연구 협회의 연구 개발 연구소, 단일 레이어 CNT 퓨전 신규 재료 (TASC) 및 바카라 커뮤니티 (AIST)는 고무와 같은 엘라스토머 재료의 단일 레이어에서 작업하고 있습니다Carbon Nanotube (CNT)를 추가함으로써, 우리는 세계에서 가장 높은 수준의 내열, 내열성 및 산 및 알칼리 저항성 수준 (왼쪽 하단)을 갖춘 새로운 복합 바카라 족보를 개발했습니다
이것은 내열성 및 내열성이 필요한 오일 드릴링 장비의 밀봉, 자동차의 금속 개스킷 교체, 화학 식물의 고온 밀봉 및 연료 수송에 적용하는 고무와 같은 엘라스토머 바카라 족보의 적용 범위를 극적으로 확장 할 것으로 예상된다
또한,이 결과는 1 월 27 일 수요일부터 1 월 29 일 금요일부터 2016 년 1 월 29 일 금요일까지 도쿄 빅 시력에서 열린 제 15 회 국제 나노 기술 일반 전시회 및 기술 컨퍼런스의 NEDO 부스에서 전시 될 예정입니다
AIST에 의해 개발슈퍼 성장 방법9493_9634 |로 얻은 단일 계층 CNT (SGCNT) 및 엘라스토머 바카라 족보의 복합화에 대한 연구에서, 우리는 정교한 네트워크 구조를 유지하면서 엘라스토머 바카라 족보에 SGCNT를 초대적으로 분산시키는 기술을 개발했습니다 이것은 내열, 내열성, 산 및 알칼리 저항성과 같은 엘라스토머 바카라 족보의 환경 저항 특성을 크게 향상시킵니다
[주요 기술 : 엘라스토머 바카라 족보를위한 고도로 분산 된 sgcnt]
기계적 강도, 전기 및 열전도율과 같은 SGCNT의 우수한 물리적 및 화학적 강화 효과를 최대화하기 위해 SGCNT는 가능한 한 균일합니다분리 된 분산에 가까운 상태의 엘라스토머 바카라 족보와 같은 매트릭스에 분산되어야합니다 그러나, 섬유질 SGCNT는 Carbon Black과 같은 기존 세분화 필러 (필러)에 사용 된 방법을 사용하여 분산 될 수 없으므로 완전히 새로운 복합 기술을 개발해야했습니다
이번에 SGCNT/고무 마스터 배치는 다양한 단계로 SGCNT를 분산시키고, 유기 용매에서 플루오로 루버와 혼합하고, 마침내 유기 용매를 제거함으로써 제조되었다 긴 중합체 분자가 연결되어 (가교)를 필요로하는 고무의 경우, SGCNT/고무 마스터 배치를 2 개의 롤을 사용하여 반죽하고, 가교 개시제 및 가교제를 첨가하여 복합 바카라 족보를 생성 하였다 실제로 제조 된 플루오로 루버에 1 중량%를 첨가하는 CNT의 구조는 조밀 한 네트워크 구조를 가지고 있음을 알 수 있습니다 (오른쪽 아래에 표시) SGCNT 사이의 거리는 대략 50 nm ~ 10 μm이며, SGCNT는 고무에 고르지 않은 분포없이 분포됩니다
sgcnt 및 fluororubber 복합재 |
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SGCNT의 고무의 네트워크 구조
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[내열성]
fluoruRubber가 악화 될 때스토리지 탄성 계수내열 테스트로서, 고온에서 24 시간 후에 저장 계수의 변화를 측정 하였다 SGCNT가없는 플루오로 루버의 경우, 저장 모듈러스는 200 ℃ 이상에서 감소하기 시작했고 280 ℃에서 24 시간에 80% 감소했다 한편, 1 중량%가 첨가 된 SGCNT를 갖는 플루오로 루버는 저장 계수를 거의 감소시키지 않았으며, 분해는 억제되었다
[열 내성]
280 ℃ 및 63mpa 증기에서 3 시간 동안 형태 및 물리적 특성의 변화를 측정하기 위해 열수 환경 테스트가 수행되었을 때, 플루오로 루버 단독에 대한 표면 불균일 및 강화 증가와 같은 형태 변화가 관찰되었고 상업적으로 이용 가능한 내성 고무 (왼쪽 그림), 그리고 긴장 강도와 경도 (IRHD)와 같은 물리적 특성도 감소했습니다 (아래 오른쪽 참조) 한편, SGCNT가 첨가 된 플루오로 루버에서는 형태의 변화가 관찰되지 않았으며, 물리적 특성의 변화는 거의 없었으며, 내성 방수성이 상당히 개선되었음을 확인했다
열수 환경 테스트 전후 양식 |
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시험 후 바카라 족보의 인장 강도 (왼쪽) 및 경도 (오른쪽), 수열 환경 테스트 전 물리적 특성이 100으로 설정되었을 때
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[산-알칼리성]
산 및 알칼리 저항성과 관련하여, 산 (3MOL/L 염산 : HCL [PH = -047, 85 ° C] 및 알칼리 (3MOL/L 수산화 칼륨 : KOH [pH = 1447, 85 ° C])에 대한 내성은 5WT% SGCNT를 함유하는 물질과 비교 하였다 SGCNT가없는 바카라 족보는 악화되었지만 SGCNT를 갖는 바카라 족보는 인장 시험을 견딜 수있는 강도를 가지며 SGCNT를 추가함으로써 SGCNT가있는 바카라 족보는 인장 시험을 견딜 수있는 강도를 갖는다가수 분해억제 될 수 있습니다 (아래 참조)
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| 산 및 알칼리 처리 후 폴리 우레탄 및 폴리 우레탄 CNT 복합재의 비교 |
[비용/성형 가능성]
상업적으로 이용 가능한 플루오로 루버 중에서, 고도로 내열성이 높은 퍼플 루오로 엘라 스토머는 비싸며, kg 당 80 만에서 1 백만 엔 범위는 물질의 발달로 인해 방해가되었지만,이 시간이 발달 한 바카라 족보는 약 10,000 엔/kg의 비교적 저렴한 플루오로 루러스로 만들어졌으며, 이는 독감에 비교하여 이용 가능합니다 비용 측면에서 사용되지 않습니다 또한, 기판의 형광 수준은 낮게 유지 될 수 있으며, 이는 부드러움을 유지하며, 이는 반죽 및 성형의 용이성의 이점이있다