高アスペクト比 DWCNT パウダー - 低負荷時のパーコレーション
データシートの先頭に現れることはめったにありませんが、配合がうまくいくか失敗するかを静かに決定する数値があります。それはアスペクト比です。カーボン ナノチューブの場合、5 wt% のフィラーを樹脂に注入して粘度が爆発するのを観察するのと、0.3 wt% を添加してどこからともなく導電性が現れるのを観察するのとの違いです。それがこの粉末が作られた領域です。
アスペクト比がすべてを変える理由
外径 2~4 nm の二層カーボン ナノチューブはすでに薄いです。-しかし、粒子を橋に変えるのは長さです。アスペクト比が 5,000:1 から 10,000:1 に達すると、これらのチューブは単にマトリックス内の空間を占有するだけではなく、基材がほとんど気付かないほど低い荷重で接触し、絡み合い、連続ネットワークを形成します。-。
物理的性質は単純です。浸透しきい値はアスペクト比に反比例します。アスペクト比が高いほど、同じ電気的、熱的、または機械的効果を達成するためのフィラーの量が少なくなります。フィラーが少ないと、重量が減り、粘度が減り、ホストポリマーへの破壊が減り、多くの場合、機能単位あたりのコストが減ります。
実際に得られるもの:
外径:2~4nm
Length: 10–50 μm (with select lots reaching >80 μm ご要望に応じて)
アスペクト比: 通常 5,000:1 ~ 15,000:1
Purity: >炭素含有量 97%、酸-は残留触媒を最小限に抑えるために精製されています
かさ密度: 0.03 ~ 0.10 g/cm3 (非常にふわふわしているため、取り扱いには注意してください)
Tanfeng の違い - 長さをそのままに
ここに、高アスペクト比のナノチューブの問題があります。ナノチューブは長く成長しやすく、さらに精製、乾燥、パッケージング中に切れやすくなります。超音波処理、激しい酸の逆流、または不注意な空気輸送により、30 μm チューブがミキサーに到達する前に 3 μm の破片になる可能性があります。その時点で、高アスペクト比にお金を払い、標準的な工業用 MWCNT に近いものを受け取ることになります。
山東丹豊では、完成した粉末から逆算してプロセスチェーンを設計しました。当社では、長さ保持のために最適化された流動層 CVD セットアップで成長し、その後、機械的磨耗を伴うことなく触媒を剥離する、低せん断の制御された酸化を使用して精製します。-乾燥は、絡み合ったマットの毛細管崩壊を防ぐ条件下で行われます。その結果、TEM 画像で見られる長さの分布が、溶媒に穏やかに分散させた後に得られるものと同じである粉末が得られます。
それが実際にどのように現れるか:
| あなたの懸念 | Tanfeng の違い |
|---|---|
| 分散後の長さ保持率 | 原料粉末はロットごとに SEM/TEM によって特徴付けられます。--断片化よりも剥離を優先する分散プロトコルが提供されています |
| アスペクト比のバッチ変動 | 成長時間と温度プロファイルを厳密に制御。平均値を達成するために短期ロットと長期ロットを混合する必要はない |
| もつれと濡れの問題 | 精製後に表面処理(-COOH、-OH、またはカスタム)を適用し、チューブを切断せずに互換性を向上- |
| グラムからトンへのスケールアップ | パイロットラインと生産ライン全体で同一の反応器形状。注文サイズが増加してもアスペクト比が崩れない |
| アスペクト比を理解した技術サポート | アプリケーションエンジニアは、負荷レベルを推奨する前に、せん断速度と混合エネルギーについて質問します。 |
比較風景
すべてのプロジェクトに市場で最も長いチューブが必要なわけではありません。ただし、オプションを比較する場合は、トレードオフがどこにあるのかを知っておく価値があります。-
| パラメータ | 高アスペクト比DWCNT(本製品) | 短/中アスペクト比 DWCNT | 工業用MWCNT | カーボンブラック |
|---|---|---|---|---|
| アスペクト比 | 5,000:1 – 15,000:1 | 500:1 – 2,000:1 | 50:1 – 300:1 | ~1:1 (球状) |
| パーコレーション閾値(電気的) | 通常 0.1 ~ 0.5 wt% | 1~3重量% | 3~10重量% | 15~30重量% |
| 低負荷時の機械的補強 | 優れた - の長い橋が亀裂を越えて荷重を運ぶ | 適度 | 高負荷なしでは制限付き | 無視できる |
| 樹脂における粘度の影響 | 機能負荷時は最小限 | 適度 | 重要な | 非常に高い |
| インタラクションに利用可能な表面積 | 非常に高い (約 400 ~ 600 m²/g) | 高い | 適度 | 低い |
| 分散作業が必要 | 中程度の - には制御されたせん断力が必要です | 低い | 低い | 非常に低い |
| コストポジション | プレミアム | 中距離- | 低い | 非常に低い |
| 最適な用途 | 低-負荷伝導率、薄膜ネットワーク、-高強度複合材料、濾過膜 | 一般的な導電性添加剤、中性能複合材- | -耐久性の高い EMI シールド、負荷が制限されない構造充填材 | ゴム補強、低コストの導電性- |
正直に言うと、配合物に 10 wt% のフィラーを入れる余地があり、粘度に制約がない場合は、工業用 MWCNT を使用すると、より安価に作業を完了できるでしょう。しかし、薄いコーティング、デリケートなポリマー、または重量が重要な航空宇宙用プリプレグを扱う場合、高アスペクト比 DWCNT の計算は大きく異なってきます。{2}}
長さが実際に効果を発揮する場所
これらは架空の使用例ではありません。これらは、負荷を低くすることで問題が解決され、負荷を高くすると問題が発生するため、顧客が戻ってくるセグメントです。
薄膜透明導体-- タッチセンサー、フレキシブルヒーター、光学的透明性が重要な帯電防止コーティング-。ネットワークが形成される<0.5 wt% without the haze of carbon black or the cost of silver nanowires
軽量構造複合材- グラム単位が重要な UAV 機体と衛星コンポーネント。 0.5 wt% の DWCNT は、3 wt% の短い MWCNT の曲げ改善に匹敵します。
電池電極スラリー- 過剰な導電性添加剤がエネルギー密度を低下させるカソードとアノードの配合。高アスペクト比のチューブは、活性物質を犠牲にすることなく負荷時に導電性を維持します。
熱可塑性マスターバッチ- 溶融粘度がボトルネックとなる PP、PA、PEEK コンパウンド。 1 ~ 2 wt% のパーコレーションにより、射出成形パラメータは変化しません。
膜と濾材- の長いチューブが絡み合って曲がりくねった経路が形成され、細孔がフィラー凝集体をブロックすることなく、選択的な輸送層が可能になります。-
毛羽立ちを大切にしたパッケージング
高アスペクト比の DWCNT パウダーは非常に軽く、好気性です。 1キログラムというのは、鉱物や金属の扱いに慣れている人なら驚くような体積を占めます。さらに重要なことは、水分が表面官能基に吸着し、分散を複雑にするという意味で吸湿性であることです。それに応じて梱包いたします。
| 量 | 包装 | 理論的根拠 |
|---|---|---|
| 500g以下 | PE 複合袋、ヒートシール- | 短期保管に十分なバリア。-デリケートな作業で必要な場合は、不活性ガスで簡単にパージできます。 |
| 4~25kg | アルミホイル真空袋 | 真空ドローダウンによる多層ラミネート。-ヘッドスペースの湿気を除去し、輸送中の酸化を防ぎます。 |
| 1,000kg | アルミライナー付きフレコンバルクバッグ | トン-スケールのバリアライナーがバルクバッグに組み込まれています。防湿シールを破らずにフォークリフトで扱えるようにパレット化されています |
各ユニットには、長さ分布(TEM による)、アスペクト比推定値、表面積(BET)などのロット固有の分析証明書が付属しています。{0}推奨保管方法: 密閉、乾燥、周囲温度。プロセスが湿気に敏感な場合は、開封したらすぐに再封するか、不活性雰囲気に移してください。-
負荷の違いをテストする準備はできましたか?
ほとんどのチームは、現在の導電性フィラーまたは強化フィラーと並行して実行するために 100 g から開始します。--当社は、貴社のマトリックス - 水性、溶媒- ベース、または溶融熱可塑性プラスチック - に合わせた分散ガイドラインを送信します。これは、目標は、チューブを打ち負かすことではなく、十分な長さの動作をチューブにさせることであるためです。
ターゲット アプリケーション、既存のフィラー、現在の読み込みレベルを送信します。仲介による在庫状況ではなく、実際の生産能力を反映したスペックシート、予想される負荷削減量、見積書を返信させていただきます。
山東丹豊先進材料
長いチューブ。負荷が低くなります。妥協が少なくなります。
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