نانوکامپوزیت‌های پلیمر چگونه مقاومت قطعات خودرو را متحول کردند؟

به گزارش نمابان و به نقل از ایسنا، رشد نیاز صنایع مختلف، به‌ویژه صنعت خودرو، به مواد پلیمری سبک، مستحکم و دارای قابلیت شکل‌دهی بالا، موجب شده استفاده از نانوکامپوزیت‌ها به یکی از جریان‌های اصلی توسعه مواد پیشرفته تبدیل شود. در سال‌های اخیر، افزودن نانوذرات به ماتریس پلیمرها نه‌تنها خواص مکانیکی این مواد را ارتقا داده، بلکه امکان دستیابی به ترکیباتی با مقاومت ضربه بالا، استحکام مناسب و رنگ‌پذیری بهتر را فراهم کرده است.

لحظه‌ای ناب از پوریا پورسرخ در شب یلدا؛ آوازخوانی پرانرژی برای مادر و همسرش

در این راستا یکی از شرکت‌های فناوری از جمله مجموعه‌هایی است که با اتکا به توان داخلی و بهره‌گیری از فناوری نانو، توانسته چندین محصول پلیمری تخصصی را توسعه دهد و برای آنها گواهی نانومقیاس دریافت کند.

این شرکت در ابتدا با هدف تولید کامپوزیت‌های زمینه پلیمری تأسیس شد و به‌تدریج با توسعه آزمایشگاه های تخصصی، خطوط تولید و تیم تحقیقاتی، دامنه محصولات خود را گسترش داد و امروزه طیف گسترده‌ای از کامپوزیت‌های تقویت‌ شده با الیاف شیشه و فیلرهای نانویی، مواد پلیمری مقاوم به آتش و حرارت، آلیاژهای خاص، مستربچ‌ها و نانوکامپوزیت‌های صنعتی را برای حوزه‌های مختلف به بازار عرضه می‌کند.

یکی از محصولات شاخص این شرکت فناور، گرانول پلی‌پروپیلن تقویت‌شده با نانوذرات است که در قطعات خودرو از جمله سپر، ملحقات سپر، داشبورد و سایر بخش‌های بدنه مورد استفاده قرار می‌گیرد. پلی‌پروپیلن به دلیل قیمت مناسب، فرایندپذیری آسان و خواص مکانیکی مطلوب، یکی از پرمصرف‌ترین مواد در صنعت خودرو است و بیش از ۵۰ درصد قطعات پلاستیکی خودرو از خانواده PP ساخته می‌شوند. اما خواص این پلیمر در حالت خالص برای برخی کاربردهای ساختاری کافی نیست. در این نقطه، نقش نانوذرات به‌عنوان تقویت‌کننده روشن می‌شود.

این فناوران با ترکیب نانوذرات سیلیس نانوساختار و نانوکربنات کلسیم در ماتریس پلی‌پروپیلن، محصولی عرضه کرده که مقاومت به ضربه آن تا ۱۰ تا ۱۵ درصد افزایش یافته و در آزمون‌های ضربه چارپی بر اساس استاندارد ASTM D۶۱۱۰:۱۰ حتی افزایش چند برابری مقاومت گزارش شده است. از سوی دیگر، وجود همین نانوذرات باعث شده رنگ‌پذیری قطعات به شکل محسوسی بهبود یابد؛ موضوعی که در تولید قطعات ظاهری خودرو اهمیت فراوانی دارد.

این شرکت چندین محصول دیگر نیز تولید می‌کند که تماماً موفق به دریافت گواهی نانومقیاس شده‌اند و از آن جمله می‌توان به محصولاتی چون آمیزه پلی‌آمید تقویت‌شده با الیاف شیشه و نانوذرات اشاره کرد که مدول و استحکام بسیار بالایی دارد و برای قطعات مهندسی تحت تنش مناسب است. همچنین کامپاند پلی‌آمید ۶ (PA۶) آنتی‌باکتریال که به کمک نانوذرات ویژه، خواص میکروب‌زدایی و مقاومت محیطی بیشتری پیدا کرده است.

کامپاند پلی‌آمید ۶۶ (PA۶۶) رسانا این شرکت با استفاده از نانوذرات رسانا، قابلیت هدایت الکتریکی پیدا کرده و برای قطعات حساس به الکتریسیته ساکن کاربرد دارد و کامپاندهای پلی‌الفینی حاوی نانوذرات که ضمن افزایش مقاومت ضربه، درصد ازدیاد طول را نیز بالا برده و برای تولید قطعاتی مانند براکت‌های مهندسی سه‌کاناله مناسب‌اند.

این محصولات در آزمون‌های استاندارد بین‌المللی، نتایج قابل توجهی داشته‌اند. طبق گزارش فنی این شرکت، افزودن نانوذرات به ماتریس پلیمر منجر به افزایش ۳ درصدی استحکام تسلیم و ۶۸ درصدی ازدیاد طول در نقطه شکست شده است. همچنین، محصول نهایی در برابر ضربه، طبق آزمون استاندارد، تا پنج برابر مقاوم‌تر از نمونه‌های رایج عمل کرده است. این تغییرات در سطح عملکردی باعث شده قطعات تولیدی نه‌تنها دوام بیشتری داشته باشند، بلکه در شرایط سخت دمایی و ضربه نیز پایداری بالاتری نشان دهند.

این شرکت علاوه بر صنعت خودرو، محصولات خود را در حوزه‌های دیگری همچون قطعات صنعتی، لوازم خانگی، تجهیزات الکتریکی، بسته‌بندی و صنایع مهندسی عرضه می‌کند. این تنوع کاربردی نتیجه توسعه هوشمندانه ترکیباتی است که اهداف متفاوتی همچون کاهش وزن، افزایش مدول، رسانا کردن ماده، افزایش مقاومت ضربه یا بهبود خواص حرارتی را دنبال می‌کنند.

به نقل از ستاد نانو، این شرکت فناور در کنار تولید، این شرکت توجه ویژه‌ای به تحقیق و توسعه دارد و بخش قابل توجهی از فعالیت خود را به بهینه‌سازی فرمولاسیون، انجام آزمون‌های استاندارد و توسعه مواد جدید اختصاص داده است. استفاده از دستگاه‌های مدرن و آزمایشگاه تخصصی پلیمر باعث شده روند توسعه محصولات در این مجموعه علمی و دقیق باشد. به گفته کارشناسان این مجموعه، افزودن نانوذرات باعث می‌شود با میزان بسیار کم فیلر بتوان خواص محصول را به شکل چشمگیری افزایش داد؛ مزیتی که هم از نظر عملکرد و هم از نظر اقتصادی برای صنایع جذاب است. از سوی دیگر، سبک بودن پلیمرهای تقویت‌شده نقش مهمی در کاهش وزن قطعات خودرو دارد که خود باعث کاهش مصرف سوخت و بهبود راندمان می‌شود.

انتهای پیام

منبع: ایسنا