Relleno de biomasa, buenas propiedades mecánicas y de deslizamiento.
Materiales nanocompuestos CNF Termoplásticos reforzados con CNF

Descripción general y características
Resinas termoplásticas reforzadas con CNF Resinas termoplásticas reforzadas con CNF

¿Qué son los termoplásticos reforzados con CNF?

Los termoplásticos reforzados con CNF son productos compuestos que combinan las nanofibras de celulosa (CNF) altamente resistentes al calor de Asahi Kasei con varios tipos de plásticos de ingeniería, como poliamida (PA) y poliacetal (POM), para producir materiales livianos que cuentan con una excelente capacidad de reelaboración* (*excelente capacidad de reelaboración: la capacidad de ser reelaborado o triturado nuevamente mediante el uso de bebederos, canales, etc., con una buena retención de las propiedades mecánicas)

Hasta la fecha, Asahi Kasei ha desarrollado dos familias de termoplásticos reforzados con CNF: materiales compuestos PA/CNF que combinan CNF altamente resistentes al calor con varios PA, y materiales compuestos POM/CNF que combinan CNF altamente resistentes al calor con POM. Estos materiales son ideales para fabricar componentes deslizantes, donde las propiedades únicas de los compuestos CNF permiten fabricar componentes con tamaños más pequeños, paredes más delgadas y pesos más livianos.

*Según lo define UL 746A, el término "remolido" se refiere a un producto no contaminado o a un descarte del moldeo, como por ejemplo bebederos o canales que se han recuperado mediante trituración, repaletización y granulación para su uso interno.

CNF強化熱可塑性樹脂ギア

Características y tecnologías clave de las CNF de Asahi Kasei

Las CNF desarrolladas por Asahi Kasei son fibras de biomasa que contienen componentes de borra de algodón que se miniaturizan mediante técnicas sofisticadas a tamaños tan pequeños como escalas nanométricas.

Características principales

Alta resistencia al calor / Fibra de biomasa / Excelente reelaborabilidad / Baja gravedad específica / Bajo coeficiente de fricción y baja abrasión / Alta elasticidad / Bajo coeficiente de expansión lineal / Alta resistencia a la barrera de gas

Como se indica en la figura siguiente, los CNF de Asahi Kasei pueden reforzar las resinas al actuar como rellenos de biomasa con mayor resistencia al calor que los CNF convencionales. Estos materiales tienen una gravedad específica baja (1,5 g/㎤).
Otras propiedades superiores de estos materiales incluyen alta elasticidad, un bajo coeficiente de expansión lineal, un bajo coeficiente de fricción, baja abrasión y alta resistencia a la barrera de gas.

旭化成のCNF原料の耐熱性(従来品との比較)
Resistencia al calor de las CNF (CNF de Asahi Kasei frente a CNF convencionales)

Tecnologías para la nanodispersión de CNF

Debido a que los CNF son extremadamente hidrófilos, tienden a aglutinarse cuando se mezclan con resinas, lo que a menudo ha impedido que los CNF alcancen su máximo potencial como aditivos de refuerzo.

Asahi Kasei está desarrollando tecnologías para nanodispersar CNF en una variedad de resinas, garantizando un proceso de fabricación único y consistente desde la producción de CNF hasta los compuestos de CNF.

Materiales compuestos CNF

01

Materiales compuestos PA/CNF

Los materiales compuestos PA/CNF combinan los CNF resistentes al calor de Asahi Kasei con varios tipos de PA. Las características clave de estos materiales incluyen buenas propiedades de deslizamiento, buena rigidez tanto a bajas como a altas temperaturas, baja gravedad específica y excelente capacidad de retrabajo en comparación con el PA no reforzado o el PA/GF. Los compuestos PA/CNF son adecuados para su uso en la fabricación de componentes deslizantes con tamaños más pequeños, paredes más delgadas y pesos más livianos.

Característica 1: Alta resistencia al calor y retención de propiedades mecánicas después de usar material molido.
Los CNF resistentes al calor de Asahi Kasei presentan una degradación térmica y una ruptura de fibras relativamente bajas y una alta retención de las propiedades mecánicas después de utilizar material triturado. En comparación con los CNF convencionales, los productos moldeados por inyección son menos propensos a la coloración y tienen una apariencia superior durante el moldeo (consulte la figura siguiente).

耐熱性とマテリアルリサイクル性

CNF リグラインド特性 引張弾性率保持率

Característica 2: Alta rigidez y buena estabilidad dimensional.
Los materiales compuestos PA/CNF de Asahi Kasei exhiben una alta elasticidad flexural específica, un alto módulo de flexión en el rango de temperatura normal de 23 °C a una temperatura alta de 80 °C y un bajo coeficiente de expansión lineal en comparación con la poliamida no reforzada y la poliamida reforzada con fibra de vidrio (GF). 

高剛性と寸法安定性

Característica 3: Buenas propiedades de deslizamiento.
Los materiales compuestos PA/CNF de Asahi Kasei tienen coeficientes de fricción bajos, presentan baja abrasión y es menos probable que desgasten los socios de fricción (como los metales).
Debido a que los materiales nanocompuestos CNF tienen menos probabilidades que los materiales reforzados con fibra de vidrio de desgastar las superficies metálicas sobre las que se deslizan, estos materiales eliminan la necesidad de tratar esas superficies metálicas con pasos especiales de procesamiento de superficies.

摺動性

Compuesto de plástico de biomasa PA610/CNF
El PA610 es un plástico de ingeniería de biomasa que contiene polímeros que son 60% de origen vegetal. Al mezclar el PA610 con un 10% de refuerzos de CNF se obtiene un compuesto con un 65% de contenido de origen vegetal. Al utilizar el PA610 como polímero base, la proporción de materia prima de biomasa aumenta aún más, al tiempo que se conserva la excelente capacidad de reelaboración, rigidez, estabilidad dimensional y propiedades de deslizamiento del PA/CNF, como se explicó anteriormente.

Para obtener más información sobre la serie de productos de poliamida (PA) 610 LEONA™ BG de origen vegetal, haga clic aquí.

 

02

Materiales compuestos POM/CNF

Los materiales compuestos POM/CNF combinan los CNF de Asahi Kasei altamente resistentes al calor, con POM. Las características clave de estos materiales incluyen buenas propiedades de deslizamiento, buena rigidez a alta temperatura, contracción mínima, un bajo coeficiente de expansión térmica y buenas propiedades de fluencia a alta temperatura en comparación con el POM general. Los materiales compuestos POM/CNF son adecuados para su uso en la fabricación de componentes deslizantes con tamaños más pequeños, paredes más delgadas y pesos más livianos.

Característica 1: Propiedades de deslizamiento superiores contra superficies hechas de metal o del mismo material.
El POM tiene buenas propiedades mecánicas y exhibe características superiores de fricción y abrasión, lo que lo convierte en una opción popular para fabricar engranajes y otros componentes deslizantes. Además, los CNF tienen menos probabilidades que los materiales reforzados con fibra de vidrio de desgastar las superficies de metal asociadas en los componentes deslizantes. Por lo tanto, los materiales compuestos POM/CNF combinan buenas propiedades mecánicas con un comportamiento deslizante mejorado.
Además, incluso cuando se utilizan como componentes deslizantes contra superficies del mismo material (una situación que se entiende comúnmente como de bajo rendimiento), los componentes POM/CNF tienen baja fricción y baja abrasión y funcionan de manera silenciosa, como se indica en la figura siguiente. Por este motivo, la elección de materiales POM/CNF no solo reduce el tamaño del producto, sino que también puede permitir que varios materiales se reemplacen por un solo material.

CNF強化POM樹脂の特徴

優れた摺動性(対金属・同材同士)

Característica 2: Características del procesamiento de moldeo (moldeo por extrusión de forma irregular)
La resina POM reforzada con CNF obtenida mediante nuestra exclusiva tecnología de dispersión de CNF permite el moldeo por extrusión de perfiles de POM, algo que antes era difícil.
Tradicionalmente, se consideraba que el POM era una resina no adecuada para el moldeo por extrusión de perfiles, pero nuestra resina POM reforzada con CNF exhibe características de viscosidad únicas y capacidades de supresión de contracción en el moldeo, lo que la hace adecuada para el moldeo por extrusión de perfiles complejos.
Los productos moldeados tienen una buena apariencia, excelente precisión dimensional y excelentes propiedades de deslizamiento, lo que los hace adecuados para su uso en piezas deslizantes como rieles.

CNF強化POM樹脂 異形押出品

Productos de extrusión con formas especiales (moldeados por Excel Tokai Co., Ltd.)

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