Grafenmodifierade kompositer för långtids- och högtemperaturapplikationer

Viktiga resultat som projektet gav

Syftet var att använda grafen (GO) som funktionell barriär för att förbättra beständigheten hos kolfiberkompositer (CFRP) för högtemperaturtillämpningar i flygmotorer. Ett konsortium bestående av GKN Aerospace, Woxna Graphite, RISE SICOMP och Nexam Chemical visade att GO-modifierad högtemperaturpolyimid (HT-PI) framställd dels genom lösningsblandning och dels via in-situ-polymerisation användes som ytfilm och som matris i CFRP. En ~ 11µm tjock ytfilm med 1 vikt-% grafen förhindrade PI-oxidation vid 280 °C i 1000 h mycket effektivt.

Långsiktiga effekter som förväntas

Projektparterna testade om grafen (GO) kan användas för att möjliggöra ökad användning av kolfiberkompositer (CFRP) i flygmotorers varma del. Högtemperaturpolyimid (HT-PI)-film och HT-PI-harts modifierades med GO och användes dels som ytfilm och dels som matris för CFRP. En ~ 11 m tjock beläggningsfilm med 1vikt-% GO hindrade termisk oxidation av CFRP effektivt - viktförlusten var 77% mindre efter 500 timmar och 60% mindre efter 1000 h exponering i luft vid 280 °C jämfört med CFRP utan beläggning.

Upplägg och genomförande

GKN Aerospace, Waxna Graphite, RISE SICOMP och Nexam Chemical har tillsammans verifierat hypotesen ”grafen kan förbättra kolfiberkompositers (CFRP) beständighet i högtemperaturtillämpningar för flygplansmotorer”. Arbetet delades i 5 arbetspaket (WP). WP1 fokuserade på projektledning. I WP2 karakteriserades grafen. I WP3 och 4 bereddes grafenmodifierad polyimid (PI) och användes dels som ytbeläggning och dels som matris i CFRP. Ytbeläggning förbättrade CFRP:s resistens mot termisk oxidation effektivt.