
在最近的一次會(huì)議上,福特汽車(chē)展示了其創(chuàng)新的石墨烯增強(qiáng)型聚氨酯 (PU) 泡沫,可降低汽車(chē)噪音,同時(shí)減輕汽車(chē)重量。據(jù)說(shuō)這種泡沫用于福特的所有北美車(chē)輛。
福特可持續(xù)發(fā)展和新興材料技術(shù)專(zhuān)家 Alper Kiziltas 表示,開(kāi)發(fā)泡沫的最大挑戰(zhàn)之一是將石墨烯等納米材料分散到粘性聚合物中,并防止其在混合過(guò)程中團(tuán)聚。Kiziltas 說(shuō),XG Sciences以足夠的數(shù)量和合理的成本提供了與 PU 化學(xué)相容的石墨烯。一級(jí) PU 成型商 Eagle Industries 參與了泡沫的加工。
含有石墨烯的多元醇不能像典型的添加劑一樣進(jìn)行加工。為了保持石墨烯的特性,必須對(duì)材料進(jìn)行不同的處理。“結(jié)合 Eagle 制造工藝的需求,開(kāi)發(fā)了一種將石墨烯與泡沫的多元醇側(cè)結(jié)合和分散的獨(dú)特方法,”Kiziltas 說(shuō)。
福特在開(kāi)發(fā) PU 方面的另一個(gè)挑戰(zhàn)是概念上的。對(duì)于新材料,人們普遍認(rèn)為,如果應(yīng)用程序消耗更多的材料,就會(huì)獲得更好的性能。Kiziltas 說(shuō),與直覺(jué)相反,福特開(kāi)始降低多元醇中石墨烯的濃度。隨著濃度的降低,所得泡沫的性能提高。他說(shuō),石墨烯現(xiàn)在只占泡沫的不到 0.3%。“我們獲得了非常好的機(jī)械、熱和物理性能。”Kiziltas 說(shuō),用石墨烯配制 PU 非常簡(jiǎn)單。除了添加石墨烯之外,它幾乎不需要任何變化。其他挑戰(zhàn)是公司在引入新材料時(shí)面臨的典型挑戰(zhàn)。一是成本,因?yàn)榭蛻?hù)對(duì)價(jià)格很敏感。Kiziltas 說(shuō),福特必須確保新泡沫至少是成本中性的。此外,由于泡沫是一種新材料,福特必須確保它滿(mǎn)足或超過(guò)零件的要求,Kiziltas 說(shuō)。他說(shuō),與不含石墨烯的泡沫相比,壓縮強(qiáng)度和模量增加了約 20%。熱變形提高了 30%。吸聲系數(shù)提高了25%。由泡沫制成的部件重量減輕了 10% 以上。汽車(chē)制造商渴望減輕車(chē)輛的重量,因?yàn)樗鼈兛梢杂靡幌淙剂闲旭偢h(yuǎn)的距離,從而減少排放。
福特在 2018 年推出了這種泡沫,它用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩、油泵罩和燃油導(dǎo)軌罩等部件。這些蓋子僅限于內(nèi)燃機(jī)。然而,福特看到了泡沫在電動(dòng)汽車(chē) (EV) 中的潛在用途。Kiziltas 說(shuō),福特的泡沫可用于頂襯、門(mén)板和地毯下,以減少電動(dòng)汽車(chē)的噪音。據(jù)其稱(chēng),汽車(chē)行業(yè)以外的公司也在詢(xún)問(wèn)這種泡沫。

