Razlike između vodljivih masterbačeva ugljičnih nanocijevi s jednom-stjenkom, s nekoliko-stjenki i više{2}}stjenki
Vodljive masterbatch-ove ugljikovih nanocijevi mogu se podijeliti u tri glavne kategorije prema vrsti korištene ugljikove nanocijevi: masterbatch ugljikovih nanocijevi s jednom-stjenkom (SWCNT), masterbatch ugljikovih nanocijevi s nekoliko-stjenki (FWCNT) i masterbatch ugljikovih nanocijevi s više-stjenkama (MWCNT). Masterbatch u-cijevi s jednom stijenkom ima najbolju električnu vodljivost i najmanju dodatnu količinu (0,05%-0,2% u konačnom proizvodu), ali njegova je cijena najviša, a koristi se u-skupinskoj elektronici i zrakoplovstvu. Masterbatch s-cijevi s više stijenki ima najveću troškovno-učinkovitost i najzreliji proces, sa sadržajem ugljikovih nanocijevi od 15%-20% u masterbatchu, što čini više od 80% tržišnog udjela. Nekoliko -masterbatch cijevi sa stijenkama nalazi se između ta dva, kombinirajući visoku električnu vodljivost i dobru disperzibilnost. Srž odabira je: odaberite jedno-stjenke za vrhunsku izvedbu, odaberite više-stjenke za isplativost i pogledajte nekoliko stijenki za uravnotežen izbor.
Poglavlje 1: Ugljikove nanocijevi u masterbatchima nisu "jedan" materijal
Mnogi ljudi misle da su ugljikove nanocijevi samo "jedan" materijal, ali zapravo su obitelj.
Svi članovi ove obitelji izgledaju kao "šuplje cijevi", ali se broj stijenki cijevi razlikuje, što određuje njihove "osobnosti" i "specijalnosti". U vodljivim masterbatchevima, prema vrsti upotrijebljene ugljikove nanocijevi, uglavnom se dijele u tri glavne kategorije proizvoda: masterbatch ugljikovih nanocijevi s jednom-stjenkom, masterbatches ugljikovih nanocijevi s nekoliko-stjenki i masterbatch ugljikovih nanocijevi s više-stjenkama.
Iako ove tri vrste masterbača imaju slična imena, imaju velike razlike u strukturi, izvedbi, cijeni i primjeni. Danas, razjasnimo stvari: koje su karakteristike različitih vrsta ugljikovih nanocijevi u masterbatchevima? I u kojim se scenarijima koriste?
Poglavlje 2: Masterbatch ugljične nanocijevi s jednom{1}}stjenkom: "Strop" performansi
2.1 Strukturne karakteristike
Ugljikova nanocijev -s jednom stijenkom (SWCNT) može se zamisliti kao list grafenskog papira, debeo samo jedan atom, besprijekorno smotan u savršen cilindar. Struktura mu je vrlo čista, sa samo jednom površinom, a promjer mu je samo 1-2 nanometara. Električna svojstva jedno-cijevi s jednom stijenkom jedinstveno su određena njezinom kiralnošću (kut i promjer valjka) - kontroliranjem kiralnosti mogu se proizvesti metalne ili poluvodičke cijevi s jednom stijenkom, što druge vrste ugljikovih nanocijevi ne mogu postići.
2.2 Izvedba u masterbatchevima
Električna vodljivost:Cijevi s-jednom stijenkom imaju najbolju električnu vodljivost u obitelji ugljikovih nanocijevi. U studijama prozirnih vodljivih prevlaka, optoelektronička izvedba mreža cijevi s jednom-stjenkom znatno je bolja od one kod cijevi s više-stjenkama. To je zbog gotovo savršene jedno-dimenzionalne strukture cijevi s jednom-stijenkom, koja omogućuje elektronima "balistički transport" duž stijenke cijevi gotovo bez ikakvih prepreka.
Iznos dodatka:Sadržaj ugljikovih nanocijevi u masterbatch-ovima cijevi s jednom-stjenkom obično je nizak (1%-6%), no potrebno je samo 0,05%-0,2% u konačnom proizvodu za postizanje vodljivog učinka. To je zato što cijevi s jednom stijenkom imaju iznimno visok omjer širine i visine (do 10 000), a vrlo mala količina može formirati "perkolacijsku mrežu" u matrici.
Mehanička svojstva:Vlačna čvrstoća jedno-zidnih cijevi može doseći 50-200 GPa, što je 100 puta više od čelika. Kada se dodaju u masterbatch, mogu ojačati matricu dok postižu električnu vodljivost.
2.3 Scenariji primjene
Masterbatch-ugljične nanocijevi s jednom stijenkom uglavnom se koriste u-poljima visoke klase s ultimativnim zahtjevima za performansama:
Vrhunski-elektronički uređaji:Tranzistori, senzori, fleksibilni zasloni. Svojstvo poluprovodljivosti cijevi s jednom-stjenkom čini ih idealnim materijalom za buduće čipove.
Zrakoplovni kompozitni materijali:Lagan, ultra{0}}visoki zahtjevi za čvrstoćom, s malim količinama dodavanja od 0,01%-0,1% za postizanje funkcionalizacije.
Prozirni vodljivi filmovi:Izuzetno mala količina dodatka, gotovo da ne utječe na propusnost svjetla i boju.
Anodne baterije-na bazi silicija:Uz iznimno visoku fleksibilnost, mogu formirati mrežu "nano-opruge" tijekom širenja čestica silicija.
2.4 Ograničenja
Glavni problem s-masterbatch cijevima s jednom stijenkom je visoka cijena. Proces sinteze je složen, s izuzetno visokim zahtjevima za katalizatore i reakcijske uvjete, a cijena je više od 10 puta veća od cijene više-cijevnih cijevi. Stoga je prikladan samo za upotrebu u scenarijima u kojima je "nezamjenjiv".
Poglavlje 3: Masterbatch ugljikovih nanocijevi s više-stjenkama: "Radni konj" industrijalizacije
Masterbatch ugljične nanocijevi s više stijenki čine više od 80% tržišnog udjela i glavni su izbor u području vodljive plastike.
3.1 Strukturne karakteristike
Ugljikove nanocijevi s više- stijenkama (MWCNT) su poput skupa ruskih lutki za gniježđenje, sastavljene od više slojeva (obično više od 5 slojeva) grafena koncentrično ugniježđenih zajedno, sa slojevima kombiniranim van der Waalsovim silama i međuslojnim razmakom od oko 0,34 nanometara. Promjer je obično 10-100 nanometara.
Postoje nedostaci i raspršenje između slojeva cijevi s više-stjenkama, a izvedba cijevi s jednom-stjenkom nije tako dobra kao kod cijevi s jednom-stjenkom, ali višeslojna struktura- im daje bolju otpornost na habanje i udarce.
3.2 Izvedba u masterbatchevima
Električna vodljivost:Iako električna vodljivost cijevi s više-stjenkama nije dobra kao kod cijevi s jednom-stjenkom, potpuno je dovoljna za većinu vodljivih plastičnih primjena (površinski otpor 10³-10⁶ Ω). U masterbatchevima sadržaj ugljikovih nanocijevi je obično 15%-20%, a dodavanjem 2%-4% u konačni proizvod postiže se vodljivi učinak.
Troškovna prednost:Cijena cijevi s više{0}}stjenkama samo je oko 1/10 cijene cijevi s jednom-stjenkom, što je glavni razlog njihove dominacije na tržištu.
Disperzibilnost:Specifična površina cijevi s više stijenki je relativno niska (80-200 m²/g), što čini disperziju lakšom nego kod cijevi s jednom stijenkom, a proces je zreo s dobrom stabilnošću serije.
3.3 Scenariji primjene
Masterbatch-ovi -ugljikovih nanocijevi s više stijenki prikladni su za-troškovno osjetljive-industrijske primjene:
Obična vodljiva plastika:Anti{0}}antistatičke transportne kutije, IC ladice, pakiranje elektroničkih komponenti.
Automobilski dijelovi:Cijevi za gorivo, periferne komponente motora (trebaju biti 配合 od inženjerske plastike kao što je PA).
Materijali za elektromagnetsku zaštitu:Kućišta 5G komunikacijske opreme, elektronički uređaji.
Materijali za cipele od EVA pjene:Anti{0}}potplati, međupotplati, količina dodatka 10%-15%, površinski otpor 10³-10⁵ Ω.
Poglavlje 4: Nekoliko{1}}Masterbatch ugljičnih nanocijevi sa stijenkama: "Zvijezda u usponu" srednjeg-do-visokog-tržišta
4.1 Strukturne karakteristike
Nekoliko-ugljikovih nanocijevi sa stijenkama (FWCNT) nastaje koncentričnim kotrljanjem 2-5 slojeva grafena. Broj slojeva je između jedno-stijenih i višeslojnih. Promjer je obično 2-8 nanometara.
Malo-cijevi sa zidom su "zvijezda u usponu" koja je posljednjih godina privukla veliku pozornost. Kombiniraju visoku vodljivost cijevi s jednom-stjenkom s lakom disperzibilnošću cijevi s više-stjenkama.
4.2 Izvedba u masterbatchevima
Učinkovitost cijevi s nekoliko-stjenki nalazi se između jedno-stjenki i više-stjenki:
Električna vodljivostje blizu razine jedno-cijevi.
Disperzibilnostbolji je od cijevi s jednom-stjenkom (relativno niža specifična površina).
trošakje niža od cijevi s jednom-stjenkom, ali viša od cijevi s-s više stijenki.
Ova "srednja ruta" daje nekoliko-cijevi sa zidom jedinstvene prednosti u srednjim-do-visokim-primjenama koje traže ravnotežu između performansi i cijene.
4.3 Scenariji primjene
Nekoliko-masterbačeva ugljičnih nanocijevi s pregradom uglavnom se koristi na tržištima u razvoju srednjeg{1}}do-visokog-razreda:
Visoko{0}}brzo-punjenje baterija:Kombinacija visoke električne vodljivosti i mehaničke stabilnosti, pogodna za sustave elektrolita.
Fleksibilni zasloni:Mehanička fleksibilnost bolja je od cijevi s više{0}}stjenkama, s duljim vijekom trajanja savijanja.
Kompozitni materijali otporni-na visoke temperature:Struktura je između jedno-zidnih i više-stijenih zidova, kombinirajući visoku čvrstoću i laku disperzibilnost.
Katalizator gorivih ćelija podržava:Mnoga katalitička aktivna mjesta mogu zamijeniti katalizatore rijetkih metala.
Poglavlje 5: Jedna tablica za jasno uočavanje razlika između tri vrste masterbačeva ugljikovih nanocijevi
| Dimenzija usporedbe | Masterbatch u cijevi s jednom-stjenkom | Nekoliko-Masterbatch cijevi sa stijenkama | Masterbatch u cijevima s više{0}}stjenkama |
|---|---|---|---|
| Struktura karbonske cijevi | Smotan jedan sloj grafena | 2-5 slojeva ugniježđenih zajedno | Multiple layers nested together (>5 slojeva) |
| Promjer karbonske cijevi | 1-2 nm | 2-8 nm | 10-100 nm |
| Sadržaj ugljične cijevi u Masterbatchu | 1%-6% | 10%-15% | 15%-20% |
| Količina dodatka u konačnom proizvodu | 0.05%-0.2% | 0.5%-2% | 2%-4% |
| Električna vodljivost | Najviša | visoko | srednje |
| Relativni trošak | Najviše (osnovno) | Srednje (oko 1/3-1/2) | Najniža (oko 1/10) |
| Disperzijska poteškoća | visoko | srednje | Relativno nizak |
| Tržišni udio | ~5% | ~10% | ~80% |
| Primjenjivi scenariji | Vrhunska-elektronika, zrakoplovstvo, silicijska anoda | Baterije s brzim-punjenjem, fleksibilni zasloni | Vodljiva plastika, automobilski dijelovi, EVA pjena |
Poglavlje 6: Kako odabrati pravu vrstu glavne mješavine ugljikovih nanocijevi?
Tablica s preporukama za odabir
| Vaša vrsta proizvoda | Preporučena vrsta karbonske cijevi | Preporučeni prijevoznik | Tipična količina dodatka |
|---|---|---|---|
| Anti{0}}statička IC ladica | Cijevi s više{0}}stjenkama | PS/ABS/PC | 10-15% |
| Materijal obuće od EVA pjene | Cijevi s više{0}}stjenkama | EVA | 10-15% |
| Anti{0}}antistatička transportna kutija | Cijevi s više{0}}stjenkama | PP/PE | 10-20% |
| Cijev za gorivo za automobile | Cijevi s više{0}}stjenkama | PA12 | 15-20% |
| Komponenta rasipanja topline 5G bazne stanice | Cijevi s više{0}} stijenkama + grafenski kompozit | PA6 | 20-40% |
| Prozirna anti{0}}antistatička folija | Cijevi s-jednom stijenkom | PC/PETG | 0.5-2% |
| Komponenta-brzog-punjenja punjenja | Malo{0}}cijevi sa stijenkama | PC/ABS | 5-10% |
| Zrakoplovni kompozitni materijal | Cijevi s-jednom stijenkom | Epoksi/smola visokih-učinkovitosti | 0.1-1% |
Poglavlje 7: Prednosti Shandong Tanfenga
Kao proizvođač ugljikovih nanocijevi, naše ključne prednosti u području vodljivih masterbatcheva ogledaju se u:
Prvo, pokrivenost svih vrsta ugljikovih nanocijevi.Istovremeno smo ovladali tehnologijom proizvodnje ugljičnih nanocijevi s jednom-stjenkom, s nekoliko-stjenki i s više-stjenki i možemo fleksibilno mijenjati vrste proizvoda prema potrebama kupaca. Od vrhunskih performansi cijevi s jednom-stjenkom do ultra-visoke-cijenovne-učinkovitosti cijevi s više-stjenkama, pružamo potpunu matricu proizvoda.
Drugo, precizna kontrola sadržaja ugljikovih nanocijevi.Masterbatch cijevi s jednom-stjenkom imaju sadržaj ugljikovih nanocijevi od 1%-6%, masterbatch cijevi s više-stjenkama imaju 15%-20%, a masterbatch cijevi s nekoliko stijenki imaju 10%-15%. Kupci mogu odabrati odgovarajuću specifikaciju prema svojim potrebama aplikacije ili mogu prilagoditi prilagodbe.
Treće, podudaranje nosača i tipa ugljikove nanocijevi.Različiti nosači (PP, PA, PC, ABS, EVA, itd.) usklađeni su s različitim vrstama ugljikovih nanocijevi kako bi se postigao optimalan učinak disperzije i električne vodljivosti.
Četvrto, usluga prilagođavanja.Bez obzira trebate li vrhunsku izvedbu cijevi s jednom-stjenkom, ultra-visoku-cijenovnu-učinkovitost cijevi s više-stjenkama ili uravnotežen izbor cijevi s nekoliko-stjenki, možemo pružiti proizvodno rješenje koje najbolje odgovara vašem scenariju primjene.
Peto, tehnička podrška za aplikacije.Ne prodajemo samo masterbatcheve; također pružamo tehničku podršku-procesu od odabira, obrade do testiranja, pomažući klijentima da brzo završe uvod u materijal.
Poglavlje 8: Zaključak
Vrsta ugljikove nanocijevi koja se koristi u vodljivim masterbatchima ugljikovih nanocijevi određuje gornju granicu performansi i troškovno pozicioniranje masterbatch-a:
Masterbatch cijevi s jednom{0}}stjenkom:Vrhunska izvedba, iznimno niska količina dodatka, pogodna-za vrhunsku elektroniku, zrakoplovstvo i druge scenarije gdje je "nezamjenjiva".
Nekoliko{0}}masterbatch cijevi sa stijenkama:Točka ravnoteže između performansi i cijene, pogodna za srednje-do-visoke-aplikacije kao što su baterije za brzo-punjenje i fleksibilni zasloni.
Masterbatch cijevi s više{0}}stjenama:Najveća troškovna-učinkovitost, najzreliji proces, koji čini više od 80% tržišnog udjela, te je radni konj vodljive plastike.
Osnovno načelo odabira:Odaberite s jednom-stjenkom za vrhunsku izvedbu, odaberite s-s više{1}}stjenkama za-isplativost i pogledajte nekoliko-stjenki za uravnotežen izbor.
Ako se borite s odabirom vodljivih masterbačeva ugljikovih nanocijevi, kontaktirajte nas - kao profesionalni proizvođač, Shandong Tanfeng nudi punu seriju proizvoda uključujući jedno-stjenke, nekoliko-s nekoliko-stjenka i više-stjenke, te je spreman raditi s vama kako bi pronašli optimalno rješenje za vaš proizvod.