國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口碳納米管如何選擇?
一、進(jìn)口碳納米管(如比利時(shí)Nanocyl公司生產(chǎn)的碳納米管NC7000)特點(diǎn):
管徑細(xì)、粒徑分布窄、金屬雜質(zhì)(主要是催化劑殘留)含量低。在制品中表現(xiàn)為導(dǎo)電數(shù)據(jù)更穩(wěn)定以及在材料中分散更均勻。但是進(jìn)口碳納米管價(jià)格較高,商業(yè)化應(yīng)用較為困難。
二、國(guó)產(chǎn)碳納米管特點(diǎn):
直徑比進(jìn)口的NC7000稍粗一點(diǎn),粒徑分布較寬,金屬雜質(zhì)含量稍高。但是價(jià)格為進(jìn)口產(chǎn)品的1/4。上海玖兀新材料科技有限公司研制的碳納米管JW-30G,價(jià)格100多元/KG,大量用于導(dǎo)電塑料行業(yè),市場(chǎng)前景較好。 目前國(guó)產(chǎn)碳納米管和進(jìn)口碳納米管在粒徑控制方面還是有差距,但是差距正在縮小。浙江多壁碳納米管分類
碳納米管結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
1. 由石墨片層繞著中心軸按照一定的螺旋度卷曲而成的管狀物;
2. 管壁由六邊形排列的碳原子組成;
3. 每個(gè)碳與周圍的三個(gè)碳原子相鄰;
4. C—C間通過sp2和sp3雜化鍵結(jié)合。
碳納米管可以分為單壁和多壁碳納米管,目前在塑料領(lǐng)域,單壁碳納米管成本太高,而多壁碳納米管商業(yè)應(yīng)用成熟,作為一種優(yōu)良的導(dǎo)電材料,可以為塑料提供出色的導(dǎo)電性能。
上海玖兀新材料科技有限公司多壁碳納米管JW-30G在導(dǎo)電***P,POM,PC,ABS等塑料中導(dǎo)電可達(dá)到10的4-6次方Ω,導(dǎo)電性能穩(wěn)定。 浙江多壁碳納米管分類碳納米管導(dǎo)電效率高。
導(dǎo)電材料分類:
目前常用的塑料等復(fù)合材料導(dǎo)電劑有炭黑、導(dǎo)電石墨、碳納米管、石墨烯等。其中炭黑為顆粒狀導(dǎo)電劑,其與活性材料之間形成的是點(diǎn)接觸。而碳納米管與材料形成的是線接觸,能進(jìn)一步提升其導(dǎo)電性能,添加量也比常規(guī)的炭黑導(dǎo)電劑少60-70%,對(duì)材料的物性影響較小。同時(shí),碳納米管良好的分散性還有利于導(dǎo)電產(chǎn)品后期的使用穩(wěn)定性,比如碳納米管分散條件較好的情況下,不易析出到產(chǎn)品表面產(chǎn)生掉粉現(xiàn)象,制品表面比較清潔。上海玖兀新材料科技有限公司開發(fā)的多壁導(dǎo)電碳納米管JW-30G在導(dǎo)電塑料如導(dǎo)電尼龍,導(dǎo)電聚甲醛,導(dǎo)電聚碳酸酯,導(dǎo)電聚氨酯等領(lǐng)域表現(xiàn)出色。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,碳納米管在未來將加速替代傳統(tǒng)導(dǎo)電炭黑在導(dǎo)電塑料領(lǐng)域的應(yīng)用。
石墨烯和碳納米管”缺點(diǎn)”:
通常來說,由于石墨烯和納米管的微觀結(jié)構(gòu)幾乎不存在缺陷,其測(cè)量得到的局部剛度非常高。但當(dāng)與其他基質(zhì)材料復(fù)合時(shí),科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)了一系列問題。
1)石墨烯和碳納米管都是以微粒的形式與其他材料復(fù)合,其尺寸(石墨烯的橫向尺寸/碳納米管的長(zhǎng)度)可達(dá)幾百微米。而這種短纖維載荷轉(zhuǎn)移能力較弱,在用碳納米管或石墨烯分散制備復(fù)合材料時(shí)此問題較為突出。
2)石墨烯和碳納米管的表面平滑,幾乎不存在懸掛鍵或缺陷位點(diǎn)(邊緣除外),導(dǎo)致填料-基質(zhì)界面相互作用力不強(qiáng),使得在機(jī)械變形過程中界面載荷的傳遞差,電子和聲子的散射度高,影響了導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。在工業(yè)上,此類界面問題是復(fù)合材料的主要障礙,目前工業(yè)上通過化學(xué)改性來指定顆粒的尺寸,但是對(duì)于納米管和石墨烯來說,對(duì)其表面官能化可能損害它們的固有性質(zhì)。
3)這種改性就涉及第三個(gè)問題,也就是在基質(zhì)中碳納米管和石墨烯分散不均勻。若不經(jīng)表面處理,它們之間的范德華力使得碳納米管或石墨烯容易團(tuán)聚,生成連接性較差的界面和一些應(yīng)力集中的位點(diǎn),嚴(yán)重影響復(fù)合性能。非共價(jià)官能化方法可部分解決分散問題,但對(duì)于解決界面問題是無效的。
看來,碳納米管和石墨烯的研究,還有很長(zhǎng)的路要走! 上海玖兀新材料科技有限公司專注于碳納米管后處理工藝,開發(fā)出壓縮碳納米管顆粒和羧基化碳納米管粉體。
碳納米管獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵,賦予了它獨(dú)特的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和化學(xué)性能,使得它在多個(gè)領(lǐng)域均可以有深入的應(yīng)用。
一、力學(xué)性能比較高的比強(qiáng)度:連接碳納米管中碳原子的共價(jià)鍵是自然界非常穩(wěn)定的化學(xué)鍵。碳納米管有極高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量,與此同時(shí),碳納米管的密度卻只有鋼的1/6,是目前可以制備出的具有比較高比強(qiáng)度的材料
二、電學(xué)性能良好的導(dǎo)電性:碳納米管的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同,具有良好的導(dǎo)電性。碳納米管的電阻和其長(zhǎng)度及直徑無關(guān),電子通過碳納米管時(shí)不會(huì)產(chǎn)生熱量加熱碳納米管。電子在碳納米管中的傳輸就像光信號(hào)在光學(xué)纖維電纜中傳輸一樣,能量損失微小,是優(yōu)良的電池導(dǎo)電劑。上海玖兀新材料科技有限公司開發(fā)出壓縮顆粒狀JW-30G,在導(dǎo)電***C,ABS,POM,PP,TPU等制品中有成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。
三、熱學(xué)性能優(yōu)異的導(dǎo)熱性:碳納米管具有極高的導(dǎo)熱率,室溫下導(dǎo)熱率是金剛石的2倍,是目前已知的比較好的導(dǎo)熱材料。此外,碳納米管軸向方向的熱交換性能很高,徑向方向的熱交換性能則較低,通過合適的取向,碳納米管可以合成各向異性高的熱傳導(dǎo)材料。 國(guó)產(chǎn)碳納米管和進(jìn)口碳納米管區(qū)別。浙江多壁碳納米管分類
碳納米管容易團(tuán)聚,分散技術(shù)是關(guān)鍵。浙江多壁碳納米管分類
碳納米管結(jié)構(gòu):
1. 由石墨片層繞著中心軸按照一定的螺旋度卷曲而成的管狀物;
2. 管壁由六邊形排列的碳原子組成;
3. 每個(gè)碳與周圍的三個(gè)碳原子相鄰;
4. C—C間通過sp2和sp3雜化鍵結(jié)合。
按其石墨的層數(shù)碳納米管可以分為單壁和多壁碳納米管,單壁碳納米管可看成是由石墨平面卷曲而成,并在其兩端罩上碳原子的封閉曲面。不同的卷曲方式,得到的單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)也會(huì)不同。目前在塑料領(lǐng)域,碳納米管作為一種優(yōu)良的導(dǎo)電材料,可以為塑料提供出色的導(dǎo)電性能。上海玖兀新材料科技有限公司多壁碳納米管JW-30G在導(dǎo)電***P,POM,PC,ABS等塑料中導(dǎo)電可達(dá)到10的4-6次方,導(dǎo)電性能穩(wěn)定。 浙江多壁碳納米管分類