Granulering af enkelt-væggede kulstofnanorør

"Granuleringen" af enkeltvæggede-kulstofnanorør (SWCNT'er) er ikke granulering i traditionel forstand, men snarere processen med at forarbejde letvægts nano-pulver til granulerede produkter, som er nemme at bruge for downstream-kunder. Rå SWCNT-pulver har et "aske-lignende" udseende med en ekstremt lav bulkdensitet (kun 0,14 g/cm³), stort volumen, dårlig flydeevne og kraftig støvdannelse, hvilket forårsager tre store smertepunkter: vanskelig transport, vanskelig vejning og vanskelig dispergering. Kerneformålet med granulering er at "reducere volumen, øge densiteten og undertrykke støv" -, der transformerer SWCNT'er fra "så lette, at de blæser væk med et åndedrag" til at "hælde ud og bruge direkte." Typiske granulerede produkter kan opnå en densitet på 0,5-1,0 g/cm³. Shandong Tanfeng New Material giver høj-renhed (Større end eller lig med 98 %) SWCNT-pulver, der fungerer som en råvareleverandør af høj kvalitet til granuleringsindustrien.

1. Hvorfor granulere? De "tre synder" af råt SWCNT-pulver

Rå enkelt-kulstof nanorørpulver er ekstremt lav-densitet og luftigt med stor volumen, støvdannelse og dårlig spredningsevne. Downstream-kunder accepterer generelt ikke direkte brug af råpulver.

Enhver, der har arbejdet med SWCNT'er, ved, hvordan det friskproducerede pulver ser ud - som en ekstremt let "sort aske", der er i stand til at flyve overalt med et blidt åndedrag. Dette bestemmes af nanoskalastrukturen af ​​SWCNT'er: Enkelt-væggede kulstofnanorør har en diameter på kun 1-2 nm og et billedformat, der kan nå tusinder eller endda titusinder. Sådanne slanke nanofibre virker uundgåeligt luftige og flokkulente på en makroskopisk skala.

Denne morfologi bringer tre store applikationssmertepunkter:

Downstream-kunder - uanset om fabrikker, der producerer ledende pasta eller modificerede plastikvirksomheder, der laver masterbatches -, har ofte den samme første reaktion, når de modtager SWCNT-pulver: "Hvordan skal vi bruge det her?"

Granulering er processen med at omdanne "sort aske, der blæser væk med et åndedrag" til "partikler, der kan hældes ud og bruges direkte."

2. Essensen af ​​granulering: Ikke "granulering", men "fortætning"

Kernen i SWCNT-"granulering" er fysisk kompression og overflademodifikation, hvilket reducerer specifikt overfladeareal, øger bulkdensiteten og undertrykker støv, hvilket gør det muligt for nano-pulveret at håndtere konventionelle pulvermaterialer.

I modsætning til plastgranulering (smelteekstruderingsskæring), er SWCNT-granulering tættere på en "fortætningsbehandling". SWCNT'er kan ikke i sig selv modstå høj-temperatursmeltning (de oxiderer over 400 grader i luft), så termisk smeltegranulering kan ikke bruges.

SWCNT-granulering anvender typisk følgende tekniske ruter:

1. Spraytørringsgranulering

SWCNT-dispersionen sprøjtes ind i et høj-temperaturtørretårn gennem en forstøver, og dråberne tørrer hurtigt for at danne sfæriske agglomererede partikler. Denne metode producerer granulære produkter med kontrollerbar partikelstørrelse og god sfæriskhed.

2. Høj-Forskydningsfortætning

Brug af høje forskydningskræfter til at komprimere det luftige SWCNT-pulver, ødelægge dets tre-dimensionelle netværksstruktur og danne tættere agglomerater. Princippet svarer til at "ælte dej" -, der komprimerer det luftige fibernetværk til tætte partikler.

3. Overfladebelægning / bindemiddel-Assisteret

En lille mængde polymerbindemiddel sprøjtes på SWCNT-overfladen, hvilket får SWCNT'erne til at "klæbe" sammen for at danne partikler. Bindemiddelindholdet skal kontrolleres på et ekstremt lavt niveau (typisk<5%) to avoid affecting electrical conductivity.

3. Værdien af ​​granulering: Fra "råmateriale" til "kommercielt produkt"

Efter granuleringsbehandling kan SWCNT-produkter reducere volumen med 5-10 gange, stort set eliminere støv og ændre vejeoperationer fra at "bære en gasmaske" til "direkte hældning". Dette er et vigtigt skridt for SWCNT'er til at flytte fra laboratoriet til industrien.

Før granulering:SWCNT'er har en bulkdensitet på omkring 0,14 g/cm³. 50 kg materiale kan fylde et halvt rum. Åbning af posen får støvet til at stige. Vejning skal foretages i et stinkskab.

Efter granulering:SWCNT-densiteten kan nå 0,5-1,0 g/cm³, volumen reduceret med 5-7 gange. Den granulære form flyder frit. Vejning involverer direkte hældning i en beholder, næsten uden støv.

Praktisk værdi for downstream-kunder:

4. Granuleret vs. Ikke-granuleret: Hvordan vælger man?

Granuleringsbehandling er mere velegnet til "tørblandings"-scenarier såsom plastmasterbatches og belægninger. "Våd spredning" scenarier såsom ledende pastaer har relativt løsere krav til råmaterialemorfologi.

Ikke alle SWCNT-brugere har brug for granulerede produkter.

I øjeblikket er granuleringsbehandling ikke et 100 % obligatorisk trin i SWCNT-industrien - nogle avancerede-applikationer har stadig en tendens til at bruge råpulver (for at undgå at indføre urenheder eller ødelægge SWCNT-strukturen under granulering). Men for store-industrielle applikationer er granulering ved at blive "standarden".

5. SWCNT "Granulation" og "Growth": Opstrøms og nedstrøms arbejdsdeling i industrikæden

SWCNT "granulering" er en nedstrøms proces under forberedelse; opstrøms er katalytisk vækst. Granulering af høj-kvalitet afhænger af råpulver af høj-kvalitet.

For at forstå SWCNT-granulering skal man først forstå "kilden" til SWCNTs --forberedelse.

Den nuværende almindelige industrielle præparationsteknologi til SWCNT'er er den flydende katalysator kemisk dampaflejring (FCCVD): katalysatorprækursorer og kulstofkildegasser krakkes i en høj-temperaturreaktor ved 1000-1500 grader, og SWCNT'er "vokser" på overfladen af ​​katalysatornanopartikler. De producerede SWCNT'er forlader reaktoren som et flokkulent "carbon nanorør-netværk" i gasstrømmen og aflejres i en opsamler og danner råpulver.

Dette råpulver er "råmaterialet" til granuleringsprocessen.

Derfor danner SWCNT-industrikæden en klar struktur i tre-lag:

6. Shandong Tanfeng nyt materiale: en professionel leverandør af SWCNT-pulver med høj-renhed

Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. leverer høj-renhed (større end eller lig med 98%) enkelt-kulstof nanorørpulver, der fungerer som en råvareleverandør af høj-kvalitet til granuleringsindustrien.

Uanset hvor sofistikeret granuleringsprocessen er, er dens kvalitetsloft bestemt af kvaliteten af ​​det rå SWCNT-pulver.

Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. er præcis sådan en virksomhed med rod i SWCNT-pulver med høj-renhed:

Én-sætningsoversigt:Granulering er "transformationen", der gør SWCNT'er fra et "laboratorievidunder" til et "fabriksråmateriale." Og det første trin i denne "transformation" er en batch af høj-, stabilt SWCNT-pulver -, som netop er Shandong Tanfeng New Materials ekspertiseområde.

Resumé: Hurtig reference til Core SWCNT Granulation Information

Én-sætningsoversigt:Granuleringen af ​​enkelt-carbonnanorør er ikke "at skabe partikler ud af ingenting", men "at komprimere asken-som vidunder til et brugbart værktøj" - det er den nødvendige vej for SWCNT'er til at bevæge sig fra nanoskalaen til industriel skala.