単層カーボン ナノチューブ導電性マスターバッチ、少数層カーボン ナノチューブ導電性マスターバッチ、{{1}多層カーボン ナノチューブ導電性マスターバッチの違い

単層カーボン ナノチューブ導電性マスターバッチ、少数層カーボン ナノチューブ導電性マスターバッチ、{{1}多層カーボン ナノチューブ導電性マスターバッチの違い

カーボン ナノチューブ導電性マスターバッチは、使用するカーボン ナノチューブの種類に応じて、単層カーボン ナノチューブ (SWCNT) マスターバッチ、少層カーボン ナノチューブ (FWCNT) マスターバッチ、および多層カーボン ナノチューブ (MWCNT) マスターバッチの 3 つの主要カテゴリに分類できます。-単層管マスターバッチは、最高の導電率と最低の添加量（最終製品で 0.05%-0.2%）を備えていますが、コストが最も高く、ハイエンド電子機器や航空宇宙で使用されています。-多層チューブ マスターバッチは、最も高い費用対効果と最も成熟したプロセスを備えており、マスターバッチ中のカーボン ナノチューブ含有量は 15%-20% であり、市場シェアの 80% 以上を占めています。 -この 2 つの中間となる壁付きチューブ マスターバッチはほとんどなく、高い導電性と良好な分散性を兼ね備えています。選択の核心は、究極のパフォーマンスを求めるには単一壁を選択し、費用対効果を求めるには多重壁を選択し、バランスの取れた選択をするには少数壁を検討することです。-

第 1 章: マスターバッチ内のカーボン ナノチューブは「1 つの」材料ではない

多くの人はカーボンナノチューブを単なる「1つの」素材だと考えていますが、実際にはカーボンナノチューブはファミリーです。

この家族はみな「中空の管」に見えますが、管の壁の数が異なり、それによってそれぞれの「個性」や「得意分野」が決まります。導電性マスターバッチは、使用されるカーボン ナノチューブの種類に応じて、主に 3 つの主要な製品カテゴリに分類されます。単層カーボン ナノチューブ マスターバッチ、単層カーボン ナノチューブ マスターバッチ、少層カーボン ナノチューブ マスターバッチ、多層カーボン ナノチューブ マスターバッチです。-

これら 3 種類のマスターバッチは名前が似ていますが、構造、性能、コスト、用途に大きな違いがあります。今日は、マスターバッチに含まれるさまざまな種類のカーボン ナノチューブの特徴を明確に整理してみましょう。そして、それぞれどのようなシナリオで使用されますか?

第 2 章: 単層カーボン ナノチューブ マスターバッチ: 性能の「天井」

2.1 構造的特徴

単層カーボン ナノチューブ (SWCNT) は、原子 1 個だけの厚さのグラフェン ペーパーのシートとして想像できます。継ぎ目なく丸められて完全な円柱になります。その構造は非常に純粋で、表面は 1 つしかなく、直径はわずか 1-2 ナノメートルです。単層チューブの電気的特性は、キラリティー (ロールの角度と直径) によって一意に決定されます。- キラリティーを制御することで、他のタイプのカーボン ナノチューブでは達成できない、金属または半導体の単層チューブを製造できます。

2.2 マスターバッチでのパフォーマンス

電気伝導率:単層チューブは、カーボン ナノチューブ ファミリーの中で最も優れた導電性を持っています。-透明導電性コーティングの研究では、単層チューブ ネットワークの光電子性能は多層チューブよりも大幅に優れています。{{3}これは、単壁管のほぼ完璧な一次元構造のためであり、電子はほとんど障害なく管壁に沿って「弾道輸送」を受けることができます。-

添加量：単層チューブのマスターバッチ中のカーボン ナノチューブの含有量は通常低い (1%-6%) ですが、導電効果を達成するには最終製品で 0.05%～0.2% しか必要ありません。-これは、単壁チューブのアスペクト比が非常に高く (最大 10,000)、ごく少量の量でマトリックス内に「パーコレーション ネットワーク」を形成する可能性があるためです。

機械的特性:単壁チューブの引張強度は 50～200 GPa に達することがあります。これは鋼鉄の 100 倍です。-マスターバッチに添加すると、導電性を達成しながらマトリックスを強化できます。

2.3 アプリケーションシナリオ

単層カーボン ナノチューブ マスターバッチは、主に究極のパフォーマンスが要求されるハイエンド分野で使用されます。{{0}

ハイエンド電子機器:-トランジスタ、センサー、フレキシブルディスプレイ。単層チューブの半導体特性により、単層チューブは将来のチップにとって理想的な材料となります。-

航空宇宙用複合材料:軽量化、超高強度要件を満たし、0.01%～0.1% という低添加量で機能化を達成します。

透明導電膜：添加量が極めて少なく、光透過率や色にほとんど影響を与えません。

シリコン-ベースの負極電池:非常に高い柔軟性により、シリコン粒子の膨張中に「ナノスプリング」ネットワークを形成できます。-

2.4 制限事項

単層管マスターバッチの主な問題はコストが高いことです。{0}合成プロセスは複雑で、触媒と反応条件に対する要件が非常に高く、価格は多層チューブの 10 倍以上です。-したがって、「不可欠」なシナリオでの使用にのみ適しています。

第 3 章: 多層カーボン ナノチューブ マスターバッチ: 工業化の「主力製品」

多層カーボン ナノチューブ マスターバッチは市場シェアの 80% 以上を占めており、導電性プラスチック分野では主流の選択肢となっています。{0}

3.1 構造的特徴

多層カーボン ナノチューブ（MWCNT）は、ロシアの入れ子人形のようなもので、同心円状に入れ子になったグラフェンの複数の層（通常は 5 層以上）で構成されており、各層はファン デル ワールス力によって結合され、層間の間隔は約 0.34 ナノメートルです。直径は通常 10 ～ 100 ナノメートルです。

多層チューブの層間には欠陥や散乱があり、単層チューブの性能は単層チューブほど良くありません。ただし、多層構造により耐摩耗性と耐衝撃性が向上します。{{1}

3.2 マスターバッチでのパフォーマンス

電気伝導率:多層チューブの導電率は単層チューブほど良くありませんが、ほとんどの導電性プラスチック用途には完全に十分です（表面抵抗率 103～10⁶ Ω）。-マスターバッチでは、カーボン ナノチューブの含有量は通常 15% ～ 20% で、最終製品に 2% ～ 4% を添加すると導電効果が得られます。

コスト上の利点:多層チューブのコストは単層チューブの約 10 分の 1 であり、これが多層チューブが市場を支配する最大の理由です。-

分散性:多層チューブの比表面積は比較的低く（80-200 m²/g）、単層チューブよりも分散が難しくなく、プロセスは成熟しておりバッチ安定性も良好です。

3.3 アプリケーションシナリオ

多層カーボン ナノチューブ マスターバッチは、コストを重視する大規模な産業用途に適しています。-

一般的な導電性プラスチック：-静電気防止輸送ボックス、IC トレイ、電子部品の包装。

自動車部品:燃料ライン、エンジン周辺部品（PAなどのエンジニアリングプラスチックとの組み合わせが必要）。

電磁波シールド材：5G通信機器筐体、電子機器。

EVAフォーム靴の素材:-帯電防止アウトソール、ミッドソール、添加量 10% ～ 15%、表面抵抗率 103 ～ 105 Ω。

第 4 章: 数少ない-壁カーボン ナノチューブ マスターバッチ: 中-～--市場の「新星」

4.1 構造的特徴

少数の-壁カーボン ナノチューブ（FWCNT）は、2-5 層のグラフェンを同心円状に巻くことによって形成されます。層の数は単層と多層の間です。-直径は通常 2 ～ 8 ナノメートルです。

近年大きな注目を集めている「新星」となる壁付きチューブはほとんどありません。-単層チューブの高い導電性と多層チューブの容易な分散性を兼ね備えています。-

4.2 マスターバッチでのパフォーマンス

少数の壁のチューブの性能は、単層壁と多層壁の間に入ります。{{0}

電気伝導率単層管のレベルに近いです。-

分散性単壁チューブよりも優れています（比表面積が比較的低い）。-

料金単層チューブよりは低く、-多層チューブよりは高くなります。-

この「中間ルート」は、パフォーマンスとコストのバランスを追求するミッドエンドからハイエンドのアプリケーションにおいて、いくつかの壁面チューブに固有の利点をもたらします。{0}{1}{2}{3}{3}

4.3 アプリケーションシナリオ

少数の壁で覆われたカーボン ナノチューブ マスターバッチは、主にミッドエンドから-ハイエンドの新興市場-で使用されています。-

バッテリーの高速-急速充電-:高い導電性と機械的安定性を兼ね備えており、電解質システムに適しています。

フレキシブルディスプレイ:機械的柔軟性は多層チューブよりも優れており、曲げ寿命が長くなります。{0}

高温耐性複合材料:-この構造は単壁と多壁の中間に位置し、高い強度と容易な分散性を兼ね備えています。-

燃料電池触媒は以下をサポートします。多くの触媒活性サイトは、レアメタル触媒を置き換えることができます。

第 5 章: 3 種類のカーボン ナノチューブ マスターバッチの違いを明確に示す 1 つの表

第 6 章: 適切なタイプのカーボン ナノチューブ マスターバッチを選択するには?

選択推奨早見表

第 7 章: 山東丹峰の利点

カーボン ナノチューブ メーカーとして、導電性マスターバッチの分野における当社の中核的な利点は次の点に反映されています。

まず、すべての種類のカーボン ナノチューブをカバーします。当社は、単層カーボン ナノチューブ、数層カーボン ナノチューブ、多層カーボン ナノチューブの製造技術を同時に習得しており、お客様のニーズに応じて製品タイプを柔軟に切り替えることができます。{0}単層チューブの究極のパフォーマンスから、多層チューブの超-高いコスト効率-まで、当社は完全な製品マトリックスを提供しています。-

第二に、カーボンナノチューブ含有量の正確な制御。単層チューブ マスターバッチのカーボン ナノチューブ含有量は 1%-6%、多層チューブ マスターバッチのカーボン ナノチューブ含有率は 15%～20%、少層チューブ マスターバッチのカーボン ナノチューブ含有量は 10%～15% です。-お客様はアプリケーションのニーズに応じて適切な仕様を選択したり、調整をカスタマイズしたりできます。

第三に、キャリアとカーボンナノチューブの種類のマッチング。最適な分散効果と導電性を実現するために、さまざまなキャリア (PP、PA、PC、ABS、EVA など) がさまざまな種類のカーボン ナノチューブと調整されています。

4つ目は、カスタマイズサービスです。単層チューブの究極のパフォーマンス、多層チューブの超-高い費用対効果-、少数の壁面チューブのバランスの取れた選択が必要な場合でも、当社はお客様のアプリケーション シナリオに最適な製品ソリューションを提供できます。

5つ目は、アプリケーションの技術サポートです。私たちはマスターバッチを販売するだけではありません。また、選択、加工、テストに至るプロセス全体の技術サポートも提供し、お客様が材料の導入を迅速に完了できるよう支援します。{0}

第 8 章: 結論

カーボン ナノチューブ導電性マスターバッチに使用されるカーボン ナノチューブの種類によって、マスターバッチの性能上限とコストの位置付けが決まります。

単層管マスターバッチ:{0}究極のパフォーマンス、極めて少ない添加量で、ハイエンド電子機器、航空宇宙、その他「不可欠」なシナリオに適しています。{0}

数少ない-壁付きチューブのマスターバッチ:パフォーマンスとコストのバランスが取れており、急速充電バッテリーやフレキシブル ディスプレイなどのミッドエンドからハイエンドのアプリケーションに適しています。{{0}{1}{2}{3}}

多層チューブのマスターバッチ:{0}最高の費用対効果、最も成熟したプロセスで、市場シェアの 80% 以上を占め、導電性プラスチックの主力製品です。{0}

選択の基本原則:究極のパフォーマンスを得るには単一壁を選択し、-コスト効率を重視する場合は複数の壁を選択し、バランスの取れた選択をするには少数の壁を検討してください。{{1}

カーボン ナノチューブ導電性マスターバッチの選択でお困りの場合は、弊社までお問い合わせください。- 山東タンフェンは専門メーカーとして、単層、数層、多層を含む一連の製品を提供しており、お客様の製品に最適なソリューションを見つけるためにお客様と協力する準備ができています。-