Hiilinanoputkia ostettaessa monet insinöörit kohtaavat ensimmäisenä kysymyksenä, joka ei useinkaan ole "kummalla merkillä on parempi suorituskyky", vaan "pitääkö minun ostaa jauhetta, tahnaa vai masterbatchia". Nämä kolme muotoa voivat näyttää samanlaisilta, mutta niiden sovelluslogiikka on täysin erilainen: valitse väärin, ja parhaimmillaan hajonta epäonnistuu ja suorituskyky kärsii; pahimmillaan koko tuotantolinja romutetaan. Johtavien kotimaisten hiilinanoputkien valmistajien tuotelinjat kattavat kaikki kolme muotoa, mutta jokainen sopii hyvin erilaisiin skenaarioihin. Tässä artikkelissa hahmotellaan systemaattisesti hiilinanoputkia johtavan tahnan, johtavan perusseoksen ja hiilinanoputkijauheen valintalogiikka kolmiulotteisesta - prosessointiteknologiasta, jatkoteollisuudesta ja käyttökynnyksestä -, jotta voit välttää "ostamaan jotain, jota et voi käyttää".
1. Keskeiset erot kolmen lomakkeen välillä: Yksi taulukko selkeyttää
Olennainen ero jauheen, tahnan ja masterbatsin välillä ei ole hiilinanoputkissa itsessään, vaan tuotteen muodossa ja esi-dispersioasteessa - tämä määrittää suoraan, millaiseen käsittelytekniikkaan se sopii.
| Tuotelomake | Ydinkoostumus | Hiilinanoputkisisältö | Lomakkeen ominaisuudet | Sovellettavat käsittelymenetelmät |
|---|---|---|---|---|
| Hiilinanoputkijauhe | Puhtaat hiilinanoputket (CVD-synteesi) | ~98 % tai enemmän | Musta jauhe, altis pölyämiselle | Sulasekoitus, kuivasekoitus, korkean lämpötilan{0}}sintraus |
| Carbon Nanotube Conductive Paste | Jauhe + liuotin (NMP/vesi) + dispergointiaine | 3–5 % (kiintoainepitoisuus) | Nestemäinen, hyvä juoksevuus | Märkäpinnoitus, elektrodipinnoitus, mustesuihkutulostus |
| Carbon Nanotube Conductive Masterbatch | Jauhe + termoplastinen hartsi (PC/PA/PP jne.) | 10%-25% | Kiinteitä pellettejä, samanlaisia kuin muovihiukkasia | Ruiskupuristus, suulakepuristus, kalvopuhallus |
Yksinkertainen tapa ymmärtää: jauhe on "jauhoja", tahna on "taikina" (jo veteen sekoitettuna) ja masterbatch on "pikanuudelit" (nuudelikakku ja mausteet on jo valmistettu, lisää vain vesi ja keitä).
2. Hiilinanoputkijauhe: suurin joustavuus, korkein este
Hiilinanoputkijauhe sopii käyttäjille, joilla on itsenäisiä dispergointiominaisuuksia ja formulaatioiden kehittämistarpeita, kuten muoviseosten valmistajille, masterbatch-tuottajille ja laboratoriotutkimukselle -, mikäli pystyt ratkaisemaan dispersioongelman.
Edut:
Joustava koostumus:Voidaan vapaasti yhdistää eri hartsien ja lisäaineiden kanssa ilman rajoituksia.
Alhaiset varastointi- ja kuljetuskustannukset:Ei sisällä liuotinta, suurin hiilinanoputkipitoisuus painoyksikköä kohti, alhaisimmat kuljetuskustannukset.
Soveltuu korkean lämpötilan{0}}prosesseihin:Sulasekoituksessa, keraamisissa sintrauksissa ja muissa prosesseissa ei voida käyttää liuotin{0}}pitoisia tahnoja.
Haitat ja riskit:
Erittäin altis agglomeroitumiselle:Van der Waalsin voimat hiilinanoputkijauhehiukkasten välillä ovat erittäin voimakkaita. Jos se lisätään suoraan matriisiin ilman voimakasta leikkausvoimaa, dispersiovaikutus on usein erittäin huono.
Pölyongelmat:Tuotantoprosessit edellyttävät työterveyssuojelun ja ympäristön vaatimusten huomioimista.
Tyypilliset sovellusskenaariot:
Muovin/kumin modifiointi:Korkean lämpötilan-sulatussekoitus kaksoisruuviekstruudereissa-ilman liuottimien tarvetta.
Hiilinanoputkien johtava perusseostuotanto:Masterbatch-valmistajat ostavat jauhetta raaka-aineena ja muodostavat itsenäisesti hartsikantajia.
Sähköä johtava keramiikka, aerogeelit ja muut sintratut tuotteet:Solid-state-sekoitus, jota seuraa korkean lämpötilan{1}}poltto; tahnassa oleva liuotin tuhoaisi vihreän rakenteen.
Laboratorion uuden materiaalin T&K:Kuivissa kokeissa tai uusimmassa{0}}materiaalitutkimuksessa voidaan käyttää vain jauhetta.
Virallinen viite:Tutkimukset osoittavat, että lisäämällä 2–3 % hiilinanoputkijauhetta polymeereihin voi merkittävästi lisätä sähkönjohtavuutta, mikä ratkaisee muovien staattisen sähkön ongelman. Alumiinimatriisikomposiiteissa sitä on jo käytetty Long March 12 -raketissa.
3. Johtava hiilinanoputkipasta: kiistaton valinta litiumakkuteollisuudelle
Johtava hiilinanoputkitahna on optimaalinen ratkaisu litiumparistoelektrodien pinnoittamiseen -, koska se on jo suorittanut vaikeimman dispergointityön, jolloin asiakkaat voivat sekoittaa ja käyttää sitä suoraan, mikä alentaa merkittävästi käyttökynnystä.
Miksi pasta on yleisin valinta litiumakuille?
Hiilinanoputkidispersio on alalla tunnustettu haaste. Litiumparistojen valmistajilta jauheen ostaminen itse-dispersiota varten vaatii investointeja suuriin-leikkausdispergointilaitteisiin, dispergointiaineen seulomiseen, prosessien tutkimiseen ja muihin merkittäviin resursseihin, joiden sakeutta on vaikea taata. Sen sijaan CNT-valmistaja esi-dispergoi johtavan hiilinanoputken tahnan ennen toimitusta. Asiakkaiden tarvitsee vain sekoittaa sitä aktiivisten materiaalien ja sideaineiden kanssa suhteessa.
Teknisten parametrien viite:
CNT-sisältö:Tyypillisesti 3–5 % (vaihtelee liuotintyypin mukaan).
Lisäyksen määrä:Vain 0,5–1 % tarvitaan elektrodiin erinomaisten johtavien vaikutusten saavuttamiseksi.
Suorituskyvyn lisäys:Vähentää merkittävästi akun sisäistä vastusta, parantaa aktiivisen materiaalin kapasiteetin käyttöä ja parantaa nopean{0}}lataus-/purkauskykyä.
Sovellettavat skenaariot:
Litiumakun anodi- ja katodielektrodipinnoite- ehdoton valtavirran sovellus.
Sähköä johtavat pinnoitteet, antistaattiset musteet-- yksinkertaistaa ruiskutus- ja telapinnoitusprosesseja.
Toiminnalliset kalvot, erotinpinnoitteet- märkä ohut-kerrospinnoite, tahna saavuttaa helpommin tasaisen peiton.
Huomautus rajoituksista:Tahna sisältää liuotinta, eikä se sovellu korkean -lämpötilojen sulatuskäsittelyyn (kuten ruiskupuristukseen ja suulakepuristamiseen), koska se muodostaisi kuplia, tyhjiä tiloja ja muita vikoja.
4. Johtava hiilinanoputkien valmisseos: "Herönvarma" ratkaisu muoviteollisuudelle
Sähköä johtava perusseos on kätevin hiilinanoputkien muoto muovialan sovelluksiin, ja se sopii erityisesti elektronisten komponenttien anti-staattiseen pakkaukseen, autojen polttoainejärjestelmän osiin ja muihin tilanteisiin, joissa on korkeat puhtausvaatimukset - käytä sitä vain värillisen perusseoksen tavoin ilman pölysaastetta.
Masterbatchin ainutlaatuinen arvo
Muoviteollisuudessa hiilinanoputkijauheen suora käyttö ei ole vain vaikeaa levittää, vaan se myös synnyttää suuria määriä pölyä. Johtavassa masterbatchissa on jo esi-dispergoitu hiilinanoputkia tiettyyn hartsialustaan (kuten PC, PA, PP, ABS jne.), jotka on valmistettu pelleteiksi. Käyttäjien tarvitsee vain sekoittaa se tavallisten muovipellettien kanssa määritetyssä laimennussuhteessa, ja se voi suoraan ruiskumuovata tai suulakepuristaa.
Toimialan tietojen viite:
CNT-pitoisuus perusseoksessa on tyypillisesti 10-25%, tyypillinen arvo 15-20%.
Lisäämällä 2 %-20 % laimentamisen jälkeen voi saada antistaattisia tai sähköä johtavia vaikutuksia.
Voidaan käyttää yli kymmenessä hartsijärjestelmässä, mukaan lukien PC, PP, PA66, PA12, PA6, PBT, LDPE, HDPE, POM, PEEK ja ABS.
Tyypilliset sovellukset:
Elektroniikkakomponenttien antistaattinen pakkaus:Tarjoaa sähköstaattisen purkauksen (ESD) suojan IC-siruille ja kiintolevyasemille.
Autojen polttoainejärjestelmän osat:Estää staattista sähköä aiheuttamasta polttoaineen kertymistä ja syöpymästä polttoainelinjoja.
Kantonauhat, kuljetinhihnat, johtavat vaijerit ja muut muoviosat, jotka vaativat pysyviä antistaattisia ominaisuuksia.
Käyttäjien palaute:Masterbatch säilyttää korkeat mekaaniset ominaisuudet (sitkeys, iskunkestävyys) lisäyksen jälkeen. Tuotteen pinta on kulutusta-kestävä ja naarmuuntumaton-, ja sähköä johtava suorituskyky säilyy lähes muuttumattomana kierrätyksen ja uudelleenkäytön jälkeen.
5. Kuinka valita? - Skenaario-Päätökseen perustuva vuokaavio
Työskentele taaksepäin "käsittelytekniikasta" - märkäpinnoitus käyttää tahnaa, sulasekoitus käyttää jauhetta, ruiskupuristus/ekstruusio käyttää masterbatchia.
| Sovellusskenaariosi | Suositeltu lomake | Ydin Syy |
|---|---|---|
| Litium-akun elektrodipinnoite | Johtava tahna | Esidispergoitu, suoraan sekoitettu ja päällystetty eliminoimalla dispergointivaiheen |
| Muovin ruiskupuristus/ekstruusio (PC/PA/PP jne.) | Johtava masterbatch | Pölytön-, helppo sekoittaa, tasainen dispersio |
| Muovin sekoituslaitos (itse{0}}kehitetty formulaatio) | Jauhe | Joustava koostumus, itse{0}}sekoittuva hartsin kanssa |
| Johtava keraaminen/aerogeelisintraus | Jauhe | Liuotin tahnassa tuhoaisi vihreän kappaleen |
| Sähköä johtavat pinnoitteet/musteet/ruiskutusprosessit | Liitä | Luonnollisesti yhteensopiva märkäprosessien kanssa |
| Laboratoriokuiva tutkimus | Jauhe | Joissakin kokeissa voidaan käyttää vain jauhetta |
| Kankaan/kuitukankaan kyllästysmuunnos | Liitä | Neste tunkeutuu helpommin kuitujen rakoihin |
Sekoitusstrategian viite:Korkean nopeuden{0}}litiumparistojärjestelmissä voidaan käyttää hiilimustan + CNT-tahnan sekoitussuunnitelmaa, jossa on 1 %-2 % hiilimustaa + 0.3%-0,8 % CNT:tä, mikä rakentaa "pisteviivan synergiaa" johtavan verkon, tasapainotusnopeuden ja syklin keston. Huippuluokan järjestelmissä grafeenia voidaan myös ottaa käyttöön edelleen.
6. Shandong Tanfeng uuden materiaalin valintatuki
Shandong Tanfeng New Material tarjoaa kaksi suurta tuotelinjaa - jauhe ja tahna -, joiden puhtaus on suurempi tai yhtä suuri kuin 98 % ja joiden kuukausituotanto on 200 tonnia, ja se voi suositella sopivaa muotoa asiakasprosessien perusteella.
Shandong Tanfeng New Materialin tuoteasettelu kattaa kaksi tavanomaista jauheen ja tahnan muotoa:
Jauhetuotteet:TF-220- ja TF-320-sarjan moniseinäiset hiilinanoputket, putken halkaisija 10-15 nm, putken pituus 10-15 μm, puhtaus suurempi tai yhtä suuri kuin 98 %, tuhkapitoisuus pienempi tai yhtä suuri kuin 2 %, ominaisvastus<1000 μΩ·m.
Liitä tuotteet:Mukautettavat NMP{0}}- tai vesi-hiilinanoputkipohjaiset johtavat tahnat, jotka tarjoavat erilaisia ratkaisuja asiakkaiden erilaisiin anodi- ja katodijärjestelmiin.
Tuotantokapasiteetti:Vuotuinen 200 tonnin tuotanto, joka täyttää laajat-hankintatarpeet.
Ydintiimin jäsenet tulevat Zhejiangin yliopiston materiaalitieteiden ja tekniikan korkeakoulusta, jonka ydinteknologiat hiilinanoputkidispersioteknologiassa ja katalyytin tehokkuuden parantamisessa tarjoavat asiakkaille täyden -prosessiteknisen tuen jauheesta tahnaan.