Forskellene mellem enkelt-væggede, få-væggede og multi-væggede kulstofnanorørs ledende masterbatches

Forskellene mellem enkelt-væggede, få-væggede og multi-væggede kulstofnanorørs ledende masterbatches

Carbon nanorør ledende masterbatches kan opdeles i tre hovedkategorier afhængigt af den anvendte type carbon nanorør: single-walled carbon nano tube (SWCNT) masterbatch, få-walled carbon nano tube (FWCNT) masterbatch og multi-walled carbon nano tube (MchWCNTube) masterbatch (MchWCNT) Enkelt-rørsmasterbatch har den bedste elektriske ledningsevne og den laveste tilsætningsmængde (0,05 %-0,2 % i slutproduktet), men prisen er den højeste, og den bruges i avanceret elektronik og rumfart. Flervæggede rørmasterbatch har den højeste-omkostningseffektivitet og den mest modne proces med et kulstof-nanorørindhold på 15 %-20 % i masterbatchen, der tegner sig for mere end 80 % af markedsandelen. Få-væggede rørmasterbatch falder mellem de to, hvilket kombinerer høj elektrisk ledningsevne og god spredningsevne. Kernen i valget er: vælg enkelt-væggede for ultimativ ydeevne, vælg multi-væggede for omkostningseffektivitet, og se på fåvæggede for et afbalanceret valg.

Kapitel 1: Carbon nanorør i masterbatches er ikke "ét" materiale

Mange mennesker tror, ​​at kulstof nanorør kun er "et" materiale, men i virkeligheden er de en familie.

Medlemmerne af denne familie ligner alle "hule rør", men antallet af rørvægge er forskelligt, hvilket bestemmer deres respektive "personligheder" og "specialiteter". I ledende masterbatches er de i overensstemmelse med den anvendte type kulstofnanorør hovedsageligt opdelt i tre hovedkategorier af produkter: enkelt-væggede kulstofnanorørmasterbatches, få-væggede kulstofnanorørmasterbatches og multi-væggede kulstofnanorørmasterbatches.

Selvom disse tre typer masterbatches har lignende navne, har de enorme forskelle i struktur, ydeevne, omkostninger og anvendelse. Lad os i dag ordne tingene klart: hvad er kendetegnene ved forskellige typer kulstofnanorør i masterbatches? Og hvilke scenarier bruges de i?

Kapitel 2: Single-Walled Carbon Nanotube Masterbatch: The "Ceiling" of Performance

2.1 Strukturelle egenskaber

Et enkelt--vægget kulstofnanorør (SWCNT) kan forestilles som et ark grafenpapir, kun ét atom tykt, sømløst rullet til en perfekt cylinder. Dens struktur er meget ren med kun én overflade, og dens diameter er kun 1-2 nanometer. De elektriske egenskaber af et enkelt-rør er unikt bestemt af dets chiralitet (rullens vinkel og diameter) - ved at kontrollere chiraliteten, enten metalliske eller halvledende enkeltvæggede rør kan fremstilles, hvilket andre typer kulstofnanorør ikke kan opnå.

2.2 Ydelse i Masterbatches

Elektrisk ledningsevne:Enkelt-væggede rør har den bedste elektriske ledningsevne blandt kulstofnanorørfamilien. I undersøgelser af transparente ledende belægninger er den optoelektroniske ydeevne af enkelt-rørsnetværk væsentligt bedre end den for fler-væggede rør. Dette er på grund af den næsten perfekte én-dimensionelle struktur af enkelt-væggede rør, der tillader elektroner at gennemgå "ballistisk transport" langs rørvæggen næsten uden forhindringer.

Tillægsbeløb:Kulstofnanorørindholdet i enkeltvæggede rørmasterbatches er normalt lavt (1 %-6 %), men der er kun brug for 0,05 %-0,2 % i slutproduktet for at opnå den ledende effekt. Dette skyldes, at enkeltvæggede rør har et ekstremt højt billedformat (op til 10.000), og en meget lille mængde kan danne et "perkolationsnetværk" i matrixen.

Mekaniske egenskaber:Trækstyrken af ​​enkeltvæggede-rør kan nå op på 50-200 GPa, hvilket er 100 gange stålets. Når de føjes til masterbatches, kan de forstærke matrixen og samtidig opnå elektrisk ledningsevne.

2.3 Applikationsscenarier

Enkelt-væggede kulstof-nanorør-masterbatches bruges hovedsageligt i avancerede-områder med ultimative ydeevnekrav:

Avancerede-elektroniske enheder:Transistorer, sensorer, fleksible displays. Den halvledende egenskab af enkeltvæggede-rør gør dem til et ideelt materiale til fremtidige chips.

Luftfartskompositmaterialer:Letvægts, ultra-høj styrkekrav med lave tilsætningsmængder på 0,01 %-0,1 % for at opnå funktionalisering.

Gennemsigtige ledende film:Ekstremt lav tilsætningsmængde, påvirker næsten ikke lystransmission og farve.

Silicium-baserede anodebatterier:Med ekstrem høj fleksibilitet kan de danne et "nano-fjeder"-netværk under ekspansion af siliciumpartikler.

2.4 Begrænsninger

Hovedproblemet med enkeltvæggede-rør masterbatches er høje omkostninger. Synteseprocessen er kompleks med ekstremt høje krav til katalysatorer og reaktionsbetingelser, og prisen er mere end 10 gange højere end for flervæggede rør. Derfor er den kun egnet til brug i scenarier, hvor den er "uundværlig".

Kapitel 3: Multi-Walled Carbon Nanotube Masterbatch: Industrialiseringens "arbejdshest"

Multi-væggede kulstof-nanorør-masterbatches tegner sig for mere end 80 % af markedsandelen og er det almindelige valg inden for ledende plastik.

3.1 Strukturelle egenskaber

Multi-væggede kulstofnanorør (MWCNT'er) er som et sæt russiske indlejringsdukker, sammensat af flere lag (normalt mere end 5 lag) af grafen koncentrisk indlejret sammen, med lagene kombineret af van der Waals-kræfter og en mellemlagsafstand på omkring 0,34 nanometer. Diameteren er typisk 10-100 nanometer.

Der er defekter og spredning mellem lagene af fler-væggede rør, og ydeevnen af ​​et enkelt rør er ikke så god som for et enkelt-rør, men flerlagsstrukturen giver dem bedre slidstyrke og slagfasthed.

3.2 Ydelse i masterbatches

Elektrisk ledningsevne:Selvom den elektriske ledningsevne af fler-væggede rør ikke er så god som for enkeltvæggede-rør, er den fuldstændig tilstrækkelig til de fleste ledende plastapplikationer (overflademodstand 10³-10⁶ Ω). I masterbatches er indholdet af carbon nanorør typisk 15%-20%, og tilsætning af 2%-4% i slutproduktet opnår den ledende effekt.

Omkostningsfordel:Prisen på fler-væggede rør er kun omkring 1/10 af prisen på enkelt-væggede rør, hvilket er den vigtigste årsag til, at de dominerer markedet.

Spredningsevne:Det specifikke overfladeareal af fler-væggede rør er relativt lavt (80-200 m²/g), hvilket gør dispergering mindre vanskelig end med enkeltvæggede rør, og processen er moden med god batchstabilitet.

3.3 Applikationsscenarier

Multi-væggede kulstof-nanorør-masterbatches er velegnede til prisfølsomme-industrielle applikationer i stor- skala:

Almindelig ledende plast:Anti-transportkasser, IC-bakker, elektronisk komponentemballage.

Autodele:Brændstofledninger, motorens perifere komponenter (skal være sammen med ingeniørplast såsom PA).

Elektromagnetiske afskærmningsmaterialer:5G-kommunikationsudstyr, elektroniske apparater.

EVA skum sko materialer:Anti-ydersål, mellemsål, tilsætningsmængde 10 %-15 %, overflademodstand 10³-10⁵ Ω.

Kapitel 4: Få-Walled Carbon Nanotube Masterbatch: The "Rising Star" of the Mid-to-High-End Market

4.1 Strukturelle egenskaber

Få-væggede kulstofnanorør (FWCNT'er) dannes ved koncentrisk at rulle 2-5 lag grafen. Antallet af lag er mellem enkelt-væggede og flervæggede. Diameteren er typisk 2-8 nanometer.

Få-væggede rør er en "stigende stjerne", der har tiltrukket sig stor opmærksomhed i de seneste år. De kombinerer den høje ledningsevne af enkeltvæggede-rør med den lette dispergerbarhed af fler-væggede rør.

4.2 Ydelse i masterbatches

Ydeevnen af ​​få-væggede rør falder mellem enkelt-væggede og fler-væggede:

Elektrisk ledningsevneer tæt på niveauet for enkeltvæggede-rør.

Spredningsevneer bedre end enkeltvæggede-rør (relativt lavere specifikt overfladeareal).

Kosteer lavere end enkelt-væggede rør, men højere end flervæggede-rør.

Denne "mellemvej" giver få-væggede rør unikke fordele i mellem-til-høje-applikationer, der søger en balance mellem ydeevne og omkostninger.

4.3 Applikationsscenarier

Få-væggede kulstof-nanorør-masterbatches bruges hovedsageligt på mellem-til-høje-emerging-markeder:

Høj-hastighed hurtig-opladningsbatterier:Kombiner høj elektrisk ledningsevne og mekanisk stabilitet, velegnet til elektrolytsystemer.

Fleksible skærme:Mekanisk fleksibilitet er bedre end multi-væggede rør med længere bøjningslevetid.

Høj-temperaturbestandige kompositmaterialer:Strukturen falder mellem enkelt-væggede og fler-væggede, hvilket kombinerer høj styrke og let dispergerbarhed.

Brændselscellekatalysator understøtter:Mange katalytisk aktive steder kan erstatte sjældne metalkatalysatorer.

Kapitel 5: En tabel til tydeligt at se forskellene mellem de tre typer af kulstof nanorør masterbatches

Kapitel 6: Hvordan vælger man den rigtige type kulstofnanorør masterbatch?

Udvalgsanbefaling Hurtig referencetabel

Kapitel 7: Shandong Tanfengs fordele

Som producent af kulstof nanorør afspejles vores kernefordele inden for ledende masterbatches i:

For det første dækning af alle kulstof nanorørtyper.Vi har samtidig mestret produktionsteknologien for enkelt-væggede, få-væggede og fler-væggede kulstofnanorør og kan fleksibelt skifte produkttype efter kundernes behov. Fra den ultimative ydeevne af enkelt-væggede rør til den ultra-høje omkostnings-effektivitet af multi-væggede rør, vi leverer en komplet produktmatrix.

For det andet præcis kontrol af indholdet af kulstof nanorør.Enkelt-rørsmasterbatches har et kulstof-nanorørindhold på 1 %-6 %, multi-rørsmasterbatches har 15 %-20 %, og fåvæggede rørmasterbatches har 10 %-15 %. Kunder kan vælge den passende specifikation i henhold til deres applikationsbehov eller kan tilpasse justeringer.

For det tredje matching af carrier og carbon nanorør type.Forskellige bærere (PP, PA, PC, ABS, EVA osv.) er koordineret med forskellige kulstof nanorørtyper for at opnå den optimale spredningseffekt og elektrisk ledningsevne.

For det fjerde, tilpasningstjeneste.Uanset om du har brug for den ultimative ydeevne af enkelt-væggede rør, den ultra-høje omkostnings-effektivitet af multi-væggede rør eller det afbalancerede valg af få-væggede rør, kan vi levere den produktløsning, der passer bedst til dit applikationsscenarie.

For det femte, ansøgning teknisk support.Vi sælger ikke kun masterbatches; vi yder også teknisk support til hele-processen fra udvælgelse, behandling til test, og hjælper kunderne med hurtigt at gennemføre materialeintroduktionen.

Kapitel 8: Konklusion

Den type kulstofnanorør, der bruges i ledende masterbatches af kulstofnanorør, bestemmer ydeevneloftet og omkostningsplaceringen for masterbatchen:

Enkelt-rør masterbatch:Ultimativ ydeevne, ekstremt lav tilsætningsmængde, velegnet til-avanceret elektronik, rumfart og andre scenarier, hvor det er "uundværligt".

Få-væggede rør masterbatch:Balancepunktet mellem ydeevne og omkostninger, velegnet til mellem-til-høje-applikationer såsom hurtig-opladning af batterier og fleksible skærme.

Multi-rør masterbatch:Den højeste omkostnings-effektivitet, den mest modne proces, der tegner sig for mere end 80 % af markedsandelen, og er arbejdshesten for ledende plast.

Kerneprincip for udvælgelse:Vælg enkelt-væggede for ultimativ ydeevne, vælg multi-væggede for omkostnings-effektivitet, og se på få-væggede for et afbalanceret valg.

Hvis du kæmper med valget af ledende masterbatches i kulstof nanorør, bedes du kontakte os - som en professionel producent, Shandong Tanfeng leverer en komplet serie af produkter, herunder enkelt-væggede, få-væggede og fler-væggede, og er klar til at arbejde sammen med dig for at finde den optimale løsning til dit produkt.