日本開發出長壽命、高耐熱、高耐壓的CNT複合材O形環

日本國立研究開發法人產業技術綜合研究所（以下簡稱 「產綜研」）納米管實用化研究中心，與

日本瑞翁 -Sunarrow- 產綜研CNT複合材料研究基地

新開發的O形環與採用市售FKM材料的產品相比，耐久性達到3.5倍，具備長壽命、高耐熱和高耐壓等優異性能。Sunarrow 公司計劃從2018年10月1日開始以與市售FKM產品同等的價位進行銷售（名稱：SGOINT-O 形環）。該產品預計將取代石油鑽探設備等的密封材料及汽車和飛機等的發動機周邊零部件的金屬密封墊等，有助於降低更換頻率及削減管理成本等。這款O形環是全球首款採用以超速成長法量產的單層碳納米管（SGCNT）的產品，超速成長法具有質量高、速度快、能大量合成的優點。

利用以往的混合法很難在保持高度的網路結構的同時分散 CNT，而此次通過改良添加物的配比得以實現。並且可以利用單層 CNT 的低成本分散法，在保持高性能的同時，以與市售FKM產品同等的價位獲得了氟橡膠複合材料。基礎材料採用過氧化物（PO）交聯繫3元 FKM。

圖1：230℃溫度下的壓縮永久變形（密封耐久性能）的時間變化（目標壽命）

圖1是在230℃的高溫下對長期密封性的指標——壓縮永久變形進行實驗獲得的結果。一般來說，壓縮永久變形超過80％後，便無法再保持良好的密封性。實驗確認，以往的舊配方產品（截至2018年6月）的長期密封性與市售 FKM 產品（約470小時）相比，最大約為1.7倍（約800小時），而採用此次的新配方的產品，長期密封性約為1,630小時，耐久性提高至市售FKM產品的3.5倍左右。

圖2：與橡膠O形環的特性比較

圖2比較了此次的產品與競爭的市售 FKM 產品的各種特性。此次的產品與市售FKM產品為同等價位，但提高了耐熱特性（連續使用溫度）和壓縮永久變形（目標更換壽命）。因此，預計能取代石油鑽探設備等使用的密封材料，以及汽車和飛機等的發動機周邊零部件的金屬密封墊等，有助於降低更換頻率和削減管理成本等。

文 JST客觀日本編輯部

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