Additive:Graphen-Nanoröhren in Fluorelastomeren kommen der Öl- und Gasindustrie sowie der Automobilindustrie zugute

Anfang dieses Jahres haben wir berichtet, dass Luxemburgs OCSiAl (US-Büro in Columbus, Ohio) damit begonnen hat, Tuball Matrix Graphen-Nanotube-Additive anzubieten, die speziell für Hochleistungs-Fluorelastomere (FKM) für Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie sowie im Automobilsektor entwickelt wurden. FKM ist eine Familie von Fluorelastomer-Materialien und wird durch den internationalen ASTM-Standard D1418 definiert. Fluorelastomere sind zwar teurer als Neopren- oder Nitrilkautschuk-Elastomere, bieten jedoch zusätzliche thermische und chemische Beständigkeit.Tubal Matrix ist ein natürlich leitfähiges einwandiges Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Additiv, das die physikalischen Eigenschaften verschiedener Elastomere sowie die Leitfähigkeit verbessert, ohne andere Eigenschaften zu beeinträchtigen.

Kleine, aber kritische Komponenten wie Dichtungen, O-Ringe, Dichtungen und Schläuche sind im Öl- und Gasbetrieb oder als Teile von Fahrzeugmotoren den härtesten Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Fluorelastomere sind oft die erste Wahl für diese winzigen Gummiteile, da sie synthetischen Ölen, korrosiven Dämpfen, Chemikalien, ultrahohen Temperaturen und Drücken widerstehen müssen. Leitfähige Compounds auf Basis von Ruß oder verstärkte Formulierungen auf Basis von Kieselsäure sind je nach den Anforderungen der Endanwendung zwei Arten von weit verbreiteten FKM-Formulierungen für die wichtigsten Bereiche.

Die neue Technologie von OCSiAl auf der Grundlage von Tuball-Graphen-Nanoröhren verbessert nachweislich alle mechanischen Eigenschaften, einschließlich längerer Haltbarkeit, und verleiht FKM auch elektrische Leitfähigkeit. Beispielsweise hat sich in einer FKM-Formulierung auf Rußbasis erwiesen, dass die Einführung von nur 3% Graphen-Nanoröhren-Konzentrat die negativen Auswirkungen von Ruß auf Flexibilität und Elastizität neutralisieren kann und gleichzeitig zu einer Härtung und einer verkürzten Lebensdauer der Endprodukte. Nanotubes ermöglichen es, einen spezifischen elektrischen Widerstand von 5 Ohm*cm zu erreichen und gleichzeitig die Zug- und Reißparameter um 30–40% ohne Elastizitätsverlust zu verbessern, laut Daten nach Wärme- und Brennstoffalterung.

Bei FKM auf Kieselsäurebasis führt die Zugabe von Graphen-Nanoröhren zu einer erhöhten Beständigkeit gegen synthetische Kraftstoffe und Hitze, verbesserte Zugfestigkeit und M100 (oder Modul 100) um bis zu 30 %, erhöhte Abriebfestigkeit um bis zu 20 % und eine verbesserte Reißfestigkeit um bis zu 90 %. Darüber hinaus haben Tests bewiesen, dass diese Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften während einer ausgedehnten Erwärmung beibehalten werden. Darüber hinaus bieten mit Graphen-Nanoröhren verstärkte FKMs auf Silikatbasis eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als 10 Ohm*cm.

Laut OCSiAl können diese hochwertigen Weiterentwicklungen auch in einigen anderen spezifischen Anwendungen realisiert werden, beispielsweise in Produktionsbereichen mit automatisierten Systemen und Sensoren, wo Farbe und Elektrostatik zur Identifizierung von Teilen durch Roboter. Die einzigartigen Eigenschaften von Graphen-Nanoröhren geben FKM-Compoundern mehr Freiheit bei der Verbesserung von Kautschukformulierungen durch Reduzierung des Füllstoffgehalts und Verbesserung der Polymerstabilität in rauen Umgebungen, was zu wirtschaftlichen Vorteilen für eine Reihe von Schlüsselindustrien führt.