Аннотация: Противоречие, которое знает каждый производитель шин, но редко озвучивается вслух: чтобы пройти электростатическую защиту (поверхностное сопротивление <10⁶ Ом), добавляют проводящий углеродный черный — обычно 10–20 phr. При такой нагрузке tan δ при 60°C увеличивается — сопротивление качению (RR) ухудшается. В этом белом документе… Производители высокоэффективных добавок из каучука на основе УНТ преодолели этот тупик в шинной промышленности, используя <2 ч.м. Многостенные углеродные нанотрубки для армирования резины. Понимая Преимущества использования УНТ в шинах для новых энергетических транспортных средств, инженеры наконец-то смогут выйти за пределы физического предела перколяции сферических частиц.
- Как долго мы были заперты на пути проводящей сажи? Во-первых, факт: пройти заводской спецификацию по удельному сопротивлению никогда не было сложно. Сложно — это контролировать RR, сохранять технологичность и обеспечивать безопасность шины после 30 000 км. Проводящая сеть проводящей сажи с высокой структурой полагается на физические контакты между частицами. Как только шина входит в режим динамического изгиба, контакты постоянно разрываются и восстанавливаются, что приводит к дополнительным потерям энергии и дрейфу удельного сопротивления. В нашей отрасли есть мрачная шутка: мы решаем проблему статического электричества с помощью сажи, а затем за это платят RR, износ и усталостная долговечность. Вот почему Преимущества использования УНТ в шинах для новых энергетических транспортных средств становятся новым стандартом для электроприводов, чувствительных к накоплению статического заряда.
- Почему углеродные нанотрубки могут избежать этой логики? Многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ) — это не «лучшая сажа». Это другой физический механизм, основанный на Специальные проводящие агенты на основе УНТ для эластомеров. Их 1D геометрия нановолокна (соотношение сторон >1000:1) образует непрерывную волокнистую сеть. Как Антистатические углеродные нанотрубки для шин электромобилей, он обеспечивает армирование за счет передачи напряжений и несущей способности, а не простого заполнения.
Сравнение технических аспектов:
| Аспект | Проводящая сажа (высокая структура) | Углеродные нанотрубки (МУНТ) |
| Механизм проводимости | Физические контакты частица-цепочка | Фиброзная сеть, длинно-дистанционные пути для электронов |
| Типичная нагрузка для антистатиков | 10–20 phr | 1–2 phr |
| Влияние на RR (тан δ @60°C) | Значительно увеличивает | Контролируемо при низкой нагрузке |
| Эффективность армирования | Мелкочастичные армирующие частицы, увеличение модуля | Нанофибровое армирование, улучшение прочности на растяжение и разрыв |
| Стабильность проводимости (усталость) | Плохая – контакты разрываются, сопротивление растет | Фиброзная сеть адаптируется, более долговечная |
| Увеличение теплопроводности | Незначительно | Измеренное увеличение >10% |
- Данные: Как заменить проводящий углеродный черный с помощью углеродных нанотрубок Данные из формулы протектора шины [методы испытаний ISO 1853/ASTM D991] подтверждают эффективность Повышение износостойкости шин с помощью углеродных нанотрубок технология.
Данные по формулировке и характеристикам:
| формулы | Объемное сопротивление (Ω·см) | Модуль при @300% (МПа) | Прочность на разрыв (МПа) | Удлинение при разрыве (%) | Износ по DIN (мм³) | тан δ @60°C |
| S1 (ссылка на углеродный черный) | 1.18×10⁵ | 11.9 | 17.4 | 434 | 131 | 0.163 |
| S2 (+2 phr CNT, -6 phr CB) | 2.61×10⁴ | 11.6 | 18.7 | 469 | 129 | 0.179 |
| S3 (+3 phr CNT, -6 phr CB) | 1.01×10⁴ | 11.5 | 18.3 | 473 | 115 | 0.192 |
| S4 (+4 phr CNT, без добавления CB, красный) | 1.18×10³ | 14.2 | 19.5 | 425 | 104 | 0.198 |
При исследовании Как заменить проводящий углеродный черный с помощью углеродных нанотрубок, мы наблюдаем почти 10-кратное снижение сопротивляемости при 2 phr даже после удаления 6 phr углеродного черного. Более того, износ по DIN значительно улучшается (131 → 104), что доказывает, что Повышение износостойкости шин с помощью углеродных нанотрубок является ощутимой пользой для увеличения срока службы шины.
- Почему я не полностью доверяю стандартным тестам: Стабильность проводимости углеродных нанотрубок при динамическом изгибе Представляет ли сопротивление, измеренное по ISO 1853, безопасность после 30 000 км пробега? Честный ответ — нет. Для проводящего углеродного черного контакты частиц-цепочек постепенно выходят из строя при усталости. Однако, Стабильность проводимости углеродных нанотрубок при динамическом изгибе обеспечивает безопасность. Внутренние тесты показывают, что волоконная сеть CNT увеличила сопротивляемость менее чем на 30% после 5000 циклов, по сравнению с увеличением в 3-5 раз в системах на основе углеродного черного. Прохождение спецификации не равно знанию траектории деградации.
- Большинство случаев «CNT не сработали»: Проблемы дисперсии углеродных нанотрубок в резиновом смешивании Рецептура составляет всего 20% результата; остальное происходит в смесительной комнате. Проблемы дисперсии углеродных нанотрубок в резиновом смешивании возникают потому, что силы Ван дер Ваальса вызывают их запутывание и агломерацию. Если дисперсия не удается, они становятся микронными концентраторами напряжения. Чтобы добиться успеха, необходимо использовать высокое сдвиговое воздействие, поэтапное добавление и контролировать рейтинг дисперсии наполнителя (DISPERGRADER). Выравненные многослойные CNT также легче дисперсировать, чем случайно запутанные формы.
- Общая стоимость владения: Устойчивые наполнители из углеродных нанотрубок для шинной промышленности Хотя стоимость CNT выше за кг, Устойчивые наполнители из углеродных нанотрубок для шинной промышленности переопределить границы производительности. За счет Снижения потребления энергии в электромобилях с помощью шин на CNT, ценность в расширении диапазона WLTP/CLTC значительно превосходит стоимость материала.
Аспекты сравнения TCO:
| Аспект | Решение на основе углеродного черного | Решение на основе CNT (2–3 phr) |
| Общая загрузка наполнителя | Более высокий | Может быть снижена |
| Чистое влияние на RR | Значительная санкция | Контролируемое увеличение |
| Носите улучшение жизни | — | Износостойкость DIN -21% |
| Стабильность проводимости | Быстро капает | Гораздо медленнее сходит с ума |
| Тепловое управление | Незначительно | >10% прирост теплопроводности |
- Три вопроса, которые чаще всего задают инженеры по компаундам Q1: Что такое Влияние углеродных нанотрубок на Mooney-вязкость резины? При 2–3 phr, Влияние углеродных нанотрубок на Mooney-вязкость резины управляемо, переходя с 63 до 69–71. Однако при 4 phr, он резко возрастает до 88, что является настоящим вызовом.
Q2: Будут ли CNT работать в силикагельной протекторной смеси? Да, но поскольку силикагель — изолятор, вам может понадобиться 3–4 phr CNT для достижения целевой электропроводности по сравнению с 2 phr в составах на основе полностью углеродного черного.
Q3: Могу ли я использовать его без специального оборудования? Возможно, но простая двухвалковая мельница будет бороться с разрушением агломератов. Без высокого сдвига и контроля температуры ценность материала будет снижена.
Ресурсы и контакты: Как один из Ведущих поставщиков химических веществ для углеродных нанотрубок в России, мы предлагаем выбор grade и проверку процессов. Для получения дополнительной информации о нашем Powerflex CNT44G, свяжитесь с технической командой по адресу Производители высокоэффективных добавок из каучука на основе УНТ : yorichen@sanezen.com или посетите www.sanezenrubber.com.
Russian 
English 
Spanish