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帝人富瑞特开发环保型纤聚酯纳米短纤维 可增强橡胶在汽车轮胎等的应用

盖世汽车 刘丽婷 2022-04-12 10:49:34

盖世汽车讯 据外媒报道,日本帝人株式会社(Teijin Group)旗下纤维和纤维加工有限公司帝人富瑞特株式会社(Teijin Frontier Co., Ltd.)开发出一种性能优异的环保型纤聚酯纳米短纤维,可用于增强橡胶在汽车轮胎、软管和皮带等产品中的应用。

短纤维,即离散长度纺织纤维,主要用于增强产品中需要承受反复变形和磨损的橡胶。这一性能可通过调整纤维强度和长度来实现,且长度通常在几毫米到几十毫米之间。然而,长度增加会使得在将纤维捏合到橡胶中时发生缠结和扭曲,而纤维分散效率降低又会降低强度。

同时,日益增长的环境问题使得人们对降低分子量和表面处理的需求不断增加,以减少温室气体排放。

而此次推出的新型纳米短纤维结合了聚酯纳米纤维和聚乙烯聚合物,并结合在帝人富瑞特专有的海岛复合材料(sea-island composite)横截面中,其中,“海”和“岛”部分使用了不同的聚合物,以提高橡胶的补强性。“岛”采用直径为400nm或700nm的聚酯纳米纤维作为增强材料,周围的“海洋”部分由聚乙烯制成,易于与橡胶混合。

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图片来源:帝人

与传统产品相比,混合过程是在分子水平上进行的,这使得数千倍的纳米纤维能够均匀地分散在橡胶中,以获得相同或更好的增强效果,但需要的量相对较少。

新型纳米短纤维的长度仅为1mm或更短,但由于直径小,纵横比(长径比)高,可实现有效增强。此外,该纳米短纤维还可防止缠结和扭曲,且有助于均匀分散纤维和橡胶。该纤维形成连续的线或表面,而不是分散的团块。在实际使用中,该短纤维与橡胶不同,通过吸收变形应力,从而产生更耐用的橡胶制品。

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图片来源:帝人

由于新型纳米短纤维与传统产品相比具有更高的增强性能,因此可以减少聚合过程。短纤维无需进行表面处理,从而防止纤维像棉花一样缠绕在一起。这两个属性都有助于减少环境负荷,包括减少温室气体排放。

当用于汽车轮胎时,该纳米短纤维可增加弹性并降低阻力,因此有助于提高燃油效率和降低噪音。此外,它还有望提高汽车软管和皮带的弹性模量和耐用性。

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