(PhysOrg.com) -- CSIRO-onderzoekers hebben zichzelf tot doel gesteld een nieuwe generatie supersterke, lichtgewicht polymeercomposietmaterialen voor gebruik in vliegtuigen, weg voertuigen, treinen en veerboten.

Lucht- en ruimtevaartfabrikanten hebben al gewichtverminderende composieten omarmd, maar tot voor kort werden ze slechts in een beperkt aantal toepassingen gebruikt. Echter, in de nieuwe generatie vliegtuigen die momenteel wordt ontwikkeld en gebouwd, polymeercomposieten worden veel gebruikt, voor romp en andere componenten, brandstof besparen en uitstoot verminderen.

Een team onder leiding van dr. Stuart Bateman van CSIRO Materials Science and Engineering ontwerpt en test nog lichtere en sterkere polymeercomposieten die de conventionele materialen die momenteel in de transportsector worden gebruikt, overtreffen.

"Composieten met verbeterde mechanische eigenschappen zorgen voor meer ontwerpflexibiliteit, en het naar beneden meten van de wanddikte voor extra gewichtsbesparing, " Dr. Bateman zei. "We gebruiken nanotechnologieën om de mechanische prestaties van conventionele composietmaterialen te verbeteren, en tegelijkertijd waardevolle functionele eigenschappen te introduceren die voorheen niet mogelijk waren in composieten."

Composietmaterialen met nieuwe functionele eigenschappen worden gecreëerd door lage concentraties van speciaal gekozen additieven in de polymeermatrix te dispergeren. Op deze manier produceert het CSIRO-team polymeren met ongekende eigenschappen, zoals kracht, stijfheid, Impact weerstand, vuurbestendig, en warmtereflectie.

Dr. Bateman zei dat een van de belangrijkste competenties van het team het ontwerpen en dispergeren van functionele additieven op nanometerschaal is met behulp van conventionele verwerkingsapparatuur voor polymeercomposiet.

"Het ontwerp van het additief en het beheersen van de dispersie zijn beide cruciaal voor het produceren van de vereiste mix van eigenschappen. We zullen blijven samenwerken met fabrikanten die onze onderzoekscapaciteiten kunnen benutten voor het produceren van hun eigen unieke toepassingen, " hij zei.

Sommige van de nieuwe functionele additieven zijn effectief bij sporenconcentraties, onder de één procent. Dit lage gehalte is een bonus omdat het ongewenste veranderingen in de verwerkingscapaciteit van het materiaal en de eindeigenschappen zoals oppervlakteafwerking, terwijl de mechanische eigenschappen nog steeds worden verbeterd.

Een goed voorbeeld hiervan is een nieuwe generatie vlamvertragers op nanoschaal die CSIRO aan het testen is. Deze blijken superieur aan de bestaande vlamvertragende technologie, die is gebaseerd op het gebruik van gehalogeneerde verbindingen in concentraties die vaak de mechanische prestaties verminderen.

Veel traditionele gehalogeneerde verbindingen vallen uit de gratie bij gezondheids- en milieuorganisaties, waardoor een dringende behoefte aan alternatieven ontstaat. Superlichte composieten met verbeterde vlamvertragende eigenschappen zullen naar verwachting worden gebruikt in transport, infrastructuur en in defensietoepassingen.

Geleverd door CSIRO (nieuws:web)