Letvægtskompositter for at blive trimmere og smartere

(PhysOrg.com) -- CSIRO-forskere har sat sig som mål at producere en ny generation af superstærke, lette polymerkompositmaterialer til brug i fly, vejkøretøjer, tog og færger.

Luftfartsproducenter har allerede taget vægtreducerende kompositter til sig, men indtil for nylig blev de kun brugt i en begrænset række af applikationer. Imidlertid, i den nye generation af fly, der udvikles og bygges i dag, polymerkompositter anvendes i vid udstrækning, til skrog og andre komponenter, spare brændstof og reducere emissioner.

Et team ledet af Dr. Stuart Bateman ved CSIRO Materials Science and Engineering designer og tester endnu lettere og stærkere polymerkompositter, der vil udkonkurrere de konventionelle materialer, der i øjeblikket bruges i transportsektoren.

"Kompositter med forbedrede mekaniske egenskaber giver større designfleksibilitet, og nedmåling af vægtykkelse for yderligere vægtbesparelser, " Dr Bateman sagde. "Vi bruger nano-teknologier til at forbedre den mekaniske ydeevne af konventionelle kompositmaterialer, og samtidig introducere værdifulde funktionelle egenskaber, som tidligere ikke var mulige i kompositter."

Kompositmaterialer med nye funktionelle egenskaber skabes ved at sprede lave koncentrationer af specielt udvalgte additiver i polymermatrixen. På denne måde producerer CSIRO-teamet polymerer med hidtil usete egenskaber, såsom styrke, stivhed, slagfasthed, brandmodstand, og varmereflektans.

Dr. Bateman sagde, at en af ​​holdets nøglekompetencer er at designe og sprede funktionelle additiver på nanometerskala ved hjælp af konventionelt polymerkompositbehandlingsudstyr.

"Designet af additivet og kontrollen af ​​dets spredning er begge afgørende for at producere den blanding af egenskaber, der kræves. Vi vil fortsætte med at samarbejde med producenter, som kan udnytte vores forskningskapacitet til at producere deres egne unikke applikationer, " han sagde.

Nogle af de nye funktionelle tilsætningsstoffer er effektive i sporkoncentrationer, under én pct. Dette lave indhold er en bonus, fordi det undgår uønskede ændringer i materialets forarbejdningsevne og slutegenskaber såsom overfladefinish, samtidig med at de mekaniske egenskaber forbedres.

Et godt eksempel på dette er en ny generation af flammehæmmere i nanoskala, som CSIRO tester. Disse viser sig at være overlegne i forhold til den eksisterende flammehæmmende teknologi, som er baseret på brugen af ​​halogenerede forbindelser i koncentrationer, der ofte reducerer den mekaniske ydeevne.

Mange traditionelle halogenerede forbindelser falder i unåde hos sundheds- og miljøagenturer, skabe et presserende behov for alternativer. Superlette kompositter med forbedrede flammehæmmende egenskaber forventes at finde anvendelse i transport, infrastruktur og i forsvarsapplikationer.

Leveret af CSIRO (nyheder:web)