Black Swan Graphene Inc.は、最新バージョンのGraphCore™001グラフェンナノプレートレット材料（以下「グラフコア」）を熱可塑性ポリウレタン（以下「TPU」）の添加剤として使用した場合、複合材料の耐摩耗性が60%から80%の範囲で向上することを発表します。同社はこれまで、TPUに1%の添加率（マトリックス材料の量に対する添加材料の添加量）で45%という、大幅な強化性能を発表しました。
TPUは、プラスチックとゴムの両方の特性を併せ持つ熱可塑性エラストマーです。強靭で柔軟性があり、耐久性に優れ、摩耗や油・潤滑油に強いという特徴があります。このユニークな特性の組み合わせにより、TPUは自動車、スポーツ用品、繊維コーティング、携帯電話など、さまざまな用途に最適なものとなっています。
Black Swanは、性能試験の結果をうけ、グラフェンが巨大なポリマー産業に革命をもたらす可能性があることを再認識させると考えています。耐摩耗性の向上だけでなく、グラフェンは軽量化、コスト削減、精度の向上、ガス透過性の向上、熱伝導率の向上といった有意義なメリットを提供し、これらすべてが既存市場の改善や新しいアプリケーションへの道を開く可能性があると表明しています。
グラフコアで強化されたTPUである複合材料の製造とその後のテストは、英国マンチェスター大学にあるグラフェン工学イノベーションセンター（以下、GEIC）で独自に実施されました。試験に選ばれた正確なタイプのTPUは、現在、モバイル機器や押し出しシートに使用されており、一般にパッケージから輸送、建設資材に至るまで多くの産業で使用されています。複合材料はマスターバッチを介して製造され、その後成形して試験を実施しましたが、その際の荷重比は0.5%、1.0%、1.5%としました。
その結果、図-1に示すように、グラフコアを配合したコンポジットはすべて、原型のままと比較して性能が向上していることがわかりました。
摩耗試験は、ISO 5470 – 1:2016 – Taber abrasion1という規格に対応しています。詳細な手法は以下の通りです。標準的な研磨輪を使用し、1ホイールあたり1,000グラムの重量で3,000サイクルを実施しました。各1,000サイクルの後、重量損失を記録しました。各1,000サイクルの間に、標準的なサンドペーパーで50サイクルの研磨を行い、サンドペーパーは新しい試験の開始ごとに交換しました。
