福特汽车开发石墨烯增强型 PU 泡沫，可降低车辆的噪音和重量

在最近的一次会议上，福特汽车展示了其创新的石墨烯增强型聚氨酯 (PU) 泡沫，可降低汽车噪音，同时减轻汽车重量。据说这种泡沫用于福特的所有北美车辆。

福特可持续发展和新兴材料技术专家 Alper Kiziltas 表示，开发泡沫的最大挑战之一是将石墨烯等纳米材料分散到粘性聚合物中，并防止其在混合过程中团聚。

Kiziltas 说，XG Sciences以足够的数量和合理的成本提供了与 PU 化学相容的石墨烯。一级 PU 成型商 Eagle Industries 参与了泡沫的加工。

含有石墨烯的多元醇不能像典型的添加剂一样进行加工。为了保持石墨烯的特性，必须对材料进行不同的处理。“结合 Eagle 制造工艺的需求，开发了一种将石墨烯与泡沫的多元醇侧结合和分散的独特方法，”Kiziltas 说道。

福特在开发 PU 方面的另一个挑战是概念上的。对于新材料，人们普遍认为，如果应用程序消耗更多的材料，就会获得更好的性能。Kiziltas表示，与直觉相反，福特开始降低多元醇中石墨烯的浓度。随着浓度的降低，所得泡沫的性能提高。

石墨烯现在只占泡沫的不到 0.3%。“我们获得了非常好的机械、热和物理性能。”Kiziltas 说道，用石墨烯配制 PU 非常简单。除了添加石墨烯之外，它几乎不需要任何变化。

其他挑战是公司在引入新材料时面临的典型挑战。一是成本，因为客户对价格很敏感。Kiziltas 说，福特必须确保新泡沫至少是成本中性的。此外，由于泡沫是一种新材料，福特必须确保它满足或超过零件的要求，Kiziltas 说。

他说，与不含石墨烯的泡沫相比，压缩强度和模量增加了约 20%。热变形提高了 30%。吸声系数提高了25%。

由泡沫制成的部件重量减轻了 10% 以上。汽车制造商渴望减轻车辆的重量，因为它们可以用一箱燃料行驶更远的距离，从而减少排放。

福特在 2018 年推出了这种泡沫，它用于发动机罩、油泵罩和燃油导轨罩等部件。这些盖子仅限于内燃机。然而，福特看到了泡沫在电动汽车 (EV) 中的潜在用途。Kiziltas 说，福特的泡沫可用于顶衬、门板和地毯下，以减少电动汽车的噪音。据其称，汽车行业以外的公司也在询问这种泡沫。

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