日本开发出长寿命、高耐热、高耐压的CNT复合材O形环

新产品 · 新服务 2018年09月21日
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日本国立研究开发法人产业技术综合研究所(以下简称“产综研”)纳米管实用化研究中心,与日本瑞翁-Sunarrow-产综研CNT复合材料研究基地合作,利用国立研究开发法人新能源产业技术综合开发机构的开发成果,进一步开发出了含单层CNT的耐热氟橡胶(FKM),并利用该材料制造成功了“O形环”。

新开发的O形环与采用市售FKM材料的产品相比,耐久性达到3.5倍,具备长寿命、高耐热和高耐压等优异性能。Sunarrow公司计划从2018年10月1日开始以与市售FKM产品同等的价位进行销售(名称:SGOINT-O形环)。该产品预计将取代石油钻探设备等的密封材料及汽车和飞机等的发动机周边零部件的金属密封垫等,有助于降低更换频率及削减管理成本等。这款O形环是全球首款采用以超速成长法量产的单层碳纳米管(SGCNT)的产品,超速成长法具有质量高、速度快、能大量合成的优点。

长寿命高耐热高耐压的CNT复合材O形环

利用以往的混合法很难在保持高度的网络结构的同时分散CNT,而此次通过改良添加物的配比得以实现。并且可以利用单层CNT的低成本分散法,在保持高性能的同时,以与市售FKM产品同等的价位获得了氟橡胶复合材料。基础材料采用过氧化物(PO)交联系3元FKM。

长寿命高耐热高耐压的CNT复合材O形环

图1:230℃温度下的压缩永久变形(密封耐久性能)的时间变化(目标寿命)

图1是在230℃的高温下对长期密封性的指标——压缩永久变形进行实验获得的结果。一般来说,压缩永久变形超过80%后,便无法再保持良好的密封性。实验确认,以往的旧配方产品(截至2018年6月)的长期密封性与市售FKM产品(约470小时)相比,最大约为1.7倍(约800小时),而采用此次的新配方的产品,长期密封性约为1,630小时,耐久性提高至市售FKM产品的3.5倍左右。

长寿命高耐热高耐压的CNT复合材O形环

图2:与橡胶O形环的特性比较

图2比较了此次的产品与竞争的市售FKM产品的各种特性。此次的产品与市售FKM产品为同等价位,但提高了耐热特性(连续使用温度)和压缩永久变形(目标更换寿命)。因此,预计能取代石油钻探设备等使用的密封材料,以及汽车和飞机等的发动机周边零部件的金属密封垫等,有助于降低更换频率和削减管理成本等。

文 客观日本编辑部

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