나노 다이아몬드 파우더 복합 소재

정제 전후의 폭굉 합성 제품(나노 다이아몬드 파우더 블랙 파우더와 그레이 파우더)을 사용하여 플루오로 고무와 니트릴 고무를 개질한 연구에 따르면, 블랙 파우더는 고무의 경도를 향상시킬 수 있으나 인장 강도와 파단 신율은 오히려 감소합니다. 반면, 나노 다이아몬드 그레이 파우더를 플루오로 고무에 첨가하면 고무의 종합적인 성능 지표가 향상됩니다. 이는 그레이 파우더가 하이드록실기, 카복실기, 메틸기 등 다양한 작용기를 함유하고 있어 고분자와의 결합 활성이 높아져 인장 성능, 경도, 내마모성 등 특성이 개선되기 때문입니다.

러시아 학자의 연구에 따르면, 플루오로 필름에 나노 다이아몬드를 첨가하면 내마모성이 2배 향상됩니다. 타이어용 폴리이소프렌 고무에 나노 다이아몬드를 첨가할 경우 내마모성, 신율, 노화 저항 성능이 1.3-1.7배 향상되고, 고온 내열성 및 항열파열 강도가 크게 개선되며, 파열 강도는 53MPa에서 154MPa로 증가합니다. 블랙 파우더로 실리콘 고무를 충전할 경우, 절대 신장에서의 파단 강도가 약 3배 향상되고, 종합 탄성 강도는 3-5배 증가하며, 임계 및 최대 탄성 계수는 블랙 파우더 함량 약 0.6%(중량 기준)일 때 최적입니다. 또한 플루오로 고무 조성물에 블랙 파우더를 첨가하면 마모 저항성이 1.5-2배 향상되어 폴리이소프렌 고무와 유사한 수준에 도달합니다.

현재 대부분의 연구는 나노 다이아몬드 또는 블랙 파우더를 기능성 고무 또는 플라스틱 제품의 충전재로 활용하는 데 집중되어 있으며, 모두 저함량 충전으로 첨가량은 일반적으로 1% 미만입니다. 고무 가공 과정에서 나노 다이아몬드 블랙 파우더로 기존 탄소 충전재의 1-3%(중량 비율)를 대체하면, 비극성 이소프렌 고무 자동차 타이어의 수명(주행 거리)을 30% 연장할 수 있으며, 축 부싱 등 고무 부품의 수명도 30-100% 향상됩니다. 동시에 나노 다이아몬드의 첨가로 인해 기공률이 감소하고 혼합에 필요한 동력이 5-7% 줄어들며, 표면 기포, 파편, 점착이 감소하여 탈형도 쉬워집니다.