Självsmörjning och självkylning av polymer – Aros Graphene-kompositer

Syfte och mål

Projektet är mellan Graphmatech, Kongsberg Automotive och Uppsala universitet. Målet är att utveckla självsmörjning polymer-Aros Graphene komposit. Motivering för utveckling är att ta bort oönskade smörjmedel från mekaniska system. Målet är att förstå interaktioner mellan Aros Graphene och polymermatris för att skräddarsy självsmörjigheten. Detta har uppfyllts genom att undersöka två olika polymerer (PPS har dålig kompatibilitet och PA har bra kompatibilitet). Självsmörjande PA-Aros Graphene har framgångsrikt utvecklats, producerats och formsprutats i stor skala.

Resultat och förväntade effekter

Tidigt i projektet lyckades vi inte blanda PPS-polymer med AG. Detta har resulterat i att riktningen mot en ny polymer (PA12) för en annan industriell komponent har ändrats efter samråd med komponentägaren Kongsberg Automotive (KA). Utveckling av PA-AG-komposit var framgångsrik och de ursprungligen fastställda målen (t ex att förstå mekanismerna och interaktioner mellan AG och matris) uppfylldes trots förändringen av polymertypen. Den nyutvecklade kompositen har producerats och levererats till KA. Demonstrationstest på KA planeras färdigställas i Q1 2020.

Upplägg och genomförande

AG för tribologi har syssniserats och karakteriserats. AG har undersökts som tillsats i olika polymermatriser (PPS, PC och PA). Detta har utvidgat testmatrisen, vilket i sin tur har ökat kunskapen för projektpartnern såväl som i vissa förseningar i prototyparbetet. Bland de undersökta kompositerna var PA-AG den mest framgångsrika med 60% förbättring i friktionsminskning och dramatisk förbättring av hållbarhet och värmeledningsförmåga. Graphmatech har skalas upp produktionen av PA-AG-komposit. 10 kg av denna komposit har levererats till KA för demonteringstest.

Abstract in English

Self-lubrication and self-cooling Polymer-Aros Graphene composites
Purpose and goal
The target of this project is to evaluate and demonstrate the potential of AG potential as an additive in polymer composites for tribological applications. The initial goal in this project was to develop and demonstrate PPS-AG for face gear applications. Failing in compounding has altered the development direction towards another polymer (PA12). The new direction has resulted in a very promising PA-AG self-lubricating composite that has been successfully produced and injection molded at a large scale. The overall goals in the project are still fulfilled despite the target altering.

Expected results and effects
Early in the project, we failed to compound PPS polymer with AG. This has resulted in altering the direction towards a new polymer (PA12) for another industrial component (shifter plunger) after consulting with the component owner Kongsberg Automotive (KA). Developing PA-AG composite was very successful and the originally set targets (e.g. understanding the mechanisms and interactions of AG with matrix) were fulfilled despite the change of the polymer type. The newly developed composite has been produced and injection molded and will be evaluated at full demo scale at KA in Q1 2020.

Planned approach and implementation
The AG for tribology has been identified and characterized. AG has been investigated as an additive in various polymer matrices (PPS, PC and PA). This has expanded the test matrix, which in turn has increased knowledge for the project partner as well as certain delays in the prototype work. Among the composites studied, PA-AG was the most successful, with 60% improvement in friction reduction and dramatic improvement in durability and thermal conductivity. Graphmatech has scaled up the production of PA-AG composite. 10 kg of this composite has been delivered to KA for demo test.

Utlysning:
Samverkansprojekt för kommersiella tillämpningar med grafen – våren 2018

Projektpartners: Graphmatech, Kongsberg Automotive och Uppsala universitet

Projektledare: Mamonu Taher, Graphmatech

Projektform: Forsknings- och innovationsprojekt

Bidrag: 983 000 kr

Projektets löptid: 15 maj 2018 - 14 nov 2019

Relaterade styrkeområden: