为了在危险环境中制造不脱色轮胎，需要在混炼阶段添加导电填料。正如Anastasia Zirka解释的那样，纳米管在轮胎中的表现出色。
有许多有关轮胎及其电气特性法规的标准。与标准经常出现的情况一样，其标题有时也很容易理解，例如国际标准ISO 16392电阻—在测试台上测量轮胎电阻的测试方法，或ASTM F 1971 –用于轮胎的标准测试方法。轮胎在测试台上的负载下的电阻。
这些要求规范并确保了静电放电（ESD）保护，以在轮胎高速出现时从轮胎表面去除静电，并从长远来看防止其积累。
在某些应用领域中，如果测得的电阻不超过1010Ω，则要求具有防静电功能的普通轮胎被认为能够安全地释放电荷。
没有多少添加剂可以达到所需的电导率而不影响颜色
无痕轮胎
石墨烯纳米管壁的原子排列成六边形
这辆叉车装有无痕轮胎
石墨烯纳米管可视化
电阻符合EN 1755，EN 60079
但是，在ATEX产品指令2014/34 / EU和EN 1755 –工业卡车–安全要求和验证等严格规定下，有许多特定情况，例如在潜在爆炸区域使用轮胎。包括在潜在爆炸性环境中操作的补充要求。根据EN 1755，脚轮和车轮的外部材料的最大表面电阻应为109Ω。
众所周知的事实是，大多数轮胎配方都包含炭黑，并且可以轻松达到防静电要求，但对于不脱色的实心轮胎则不是这种情况。使用石墨烯纳米管（也称为单壁碳纳米管，SWCNT）是一种替代解决方案，可提供所需的导电性能，并保持颜色和非标记实心轮胎的基本配方性能。
科学家和制造商社区都承认，石墨烯纳米管是最先进的添加剂之一，可改善我们日常生活中使用的几乎所有材料。当用于橡胶混合物中时，它们可以增强机械性能，同时还具有导电性。实现这种以前无法获得的性能组合的关键是石墨烯纳米管的极低工作剂量。
纳米填料-一致的电导率与机械性能
各种类型的无机纳米填料已被证明是增强橡胶机械和电气性能的有效方法。炭黑和二氧化硅广泛用于商业生产的橡胶，包括轮胎。
众所周知，纳米填料的形状会影响建立填料的连通网络所需的临界浓度（称为渗滤阈值）。纳米颗粒的长径比越高，渗透阈值越低。因此，在橡胶中使用2D和1D碳纳米填料（即石墨烯片和碳纳米管）引起了学术机构和工业界众多研究小组的关注。石墨烯纳米管的特征在于小于2nm的最小可能直径，并且特别令人关注。
最近进入聚合物市场的一种相当新的导电添加剂是多壁碳纳米管（MWCNT）。但是，MWCNT不能完全满足制造商对稳定电导率和更容易配混的需求，也无法提供合适的机械性能和柔软性要求。为了在主体材料中有效，厚和短的MWCNT的所需浓度比长和短的SWCNT的浓度高几十倍甚至几百倍。
尽管名称相似，但多壁碳纳米管和单壁碳纳米管（两种碳的同素异形体）几乎没有共同点，因此它们具有许多非常不同的特性。
尽管MWCNT具有许多相互缠绕的直径递减的管，但SWCNT可以被认为是极薄的石墨烯卷起片，因此被广泛称为石墨烯纳米管。石墨烯纳米管是一种类似于铜的优良导体，比钢强100倍，因此仅从0.01％的载荷开始就具有吸引力。即使这样的超低浓度也足以实现导电性，而不会对材料的机械性能或粘度产生负面影响。
目前，石墨烯纳米管是最具创新性的添加剂，可提高固体轮胎的效率，耐用性和可负担性，特别是对于需要消散静电的轮胎需要抗静电或导电性能的有色或无标记应用。
为了赋予白色填充剂基橡胶以导电特性，在混合过程中需要添加导电填料。没有太多的添加剂可以达到所需的电导率而不影响颜色。根据特定的应用，它可能是铜粉，镀银和镀镍的石墨、铜或铝，尽管它们确实提供了所需的导电性能，但添加它们也会导致在柔韧性，弹性和高价。
对于由于价格低廉而更常用的常规聚合物基添加剂，所需的高工作剂量导致橡胶的机械性能存在许多缺陷，并降低了最终产品的使用寿命。这些缺点严重限制了无痕实心轮胎应用的潜在范围。此外，常规的基于聚合物的添加剂通常取决于湿度并易于迁移，因此橡胶的性能不稳定，因为这种迁移至表面并在轮胎的寿命周期内释放。
从历史上看，存在多种技术障碍，阻碍了石墨烯纳米管在包括弹性体在内的各种行业中的大量应用。主要挑战与难以在材料基质中实现均匀均匀的分散以及防止进一步的团聚有关。但是，最新的材料技术进步已使易于处理的纳米管浓缩物与行业标准的配方和制造工艺兼容，而无需任何特定的更改或其他工具。
来源：贤集网
