TPUカーボンナノチューブ導電性粒子 ― タイヤ製造業界における「至宝」！

サイエンティフィック・アメリカン誌は次のように述べている。「地球と月の間に梯子を架けるとしたら、自重で引き裂かれることなくこれほど長い距離を支えることができる唯一の素材はカーボンナノチューブである。」
カーボンナノチューブは、特殊な構造を持つ一次元量子材料です。その電気伝導率と熱伝導率は銅の1万倍、引張強度は鋼鉄の100倍に達しますが、密度は鋼鉄のわずか6分の1です。このように、カーボンナノチューブは最も実用的な最先端材料の一つです。
カーボンナノチューブは、六角形パターンで配列された数層から数十層の炭素原子からなる同軸円筒状の管である。層間の距離は約0.34nmで一定に保たれ、直径は通常2～20nmである。
熱可塑性ポリウレタン（TPU）高い機械的強度、良好な加工性、優れた生体適合性のため、電子機器、自動車、医療などの分野で広く使用されている。
溶融ブレンドによりTPU導電性カーボンブラック、グラフェン、またはカーボンナノチューブを用いることで、導電性を有する複合材料を作製することができる。
航空分野におけるTPU/カーボンナノチューブブレンド複合材料の応用
航空機用タイヤは、離着陸時に地面と接触する唯一の部品であり、タイヤ製造業界における「至宝」と常に考えられてきた。
航空機用タイヤのトレッドゴムにTPU/カーボンナノチューブブレンド複合材料を添加することで、帯電防止性、高い熱伝導性、高い耐摩耗性、高い耐引裂性といった利点が得られ、タイヤの総合的な性能が向上します。これにより、離着陸時にタイヤで発生する静電荷を地面に均等に伝達できるだけでなく、製造コストの削減にもつながります。
カーボンナノチューブはナノスケールサイズであるため、ゴムの様々な特性を向上させることができる一方で、ゴム混合工程における分散性の悪さや飛散など、その応用には多くの技術的な課題も存在する。TPU導電性粒子一般的な炭素繊維ポリマーよりも均一な分散率を有し、ゴム産業における帯電防止性および熱伝導性の向上を目的としている。
TPUカーボンナノチューブ導電性粒子は、タイヤに適用した場合、優れた機械的強度、良好な熱伝導性、および低い体積抵抗率を示します。TPUカーボンナノチューブ導電性粒子を石油タンク輸送車、可燃性・爆発性物質輸送車などの特殊車両に使用すると、カーボンナノチューブをタイヤに添加することで、中級から高級車両における静電気放電の問題を解決し、さらにタイヤの乾湿制動距離を短縮し、タイヤの転がり抵抗を低減し、タイヤノイズを低減し、帯電防止性能を向上させます。
の適用カーボンナノチューブ導電性粒子高性能タイヤの表面に塗布することで、高い耐摩耗性、熱伝導性、低い転がり抵抗、耐久性、優れた帯電防止効果など、優れた性能上の利点が実証されています。高性能タイヤの製造に使用でき、安全で環境に優しく、幅広い市場展望が期待されます。
炭素ナノ粒子をポリマー材料と混合することで、優れた機械的特性、良好な導電性、耐腐食性、電磁シールド性を備えた新しい複合材料が得られる。カーボンナノチューブポリマー複合材料は、従来のスマート材料に代わるものとして注目されており、今後ますます幅広い用途で活用されるだろう。